《冷鏈運輸便攜式智能溫濕度記錄儀技術規范》

1冷鏈運輸便攜式智能溫濕度記錄儀技術規范本文件規定了冷鏈運輸便攜式智能溫濕度記錄儀的構成及配件、一般要求、功能要求、性能要求、通訊協議及消息格式、標識與標記，并給出了檢驗檢測方法。本文件適用于冷鏈運輸便攜式智能溫濕度記錄儀的設計、生產和檢驗檢測。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改單）適用GB/T2423.1電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.3環境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗GB/T2423.5環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ea和導則：沖擊GB/T2423.7環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ec：粗率操作造成的沖擊（主要用于設備型樣GB/T2423.17環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka：鹽霧GB/T2423.35環境試驗第2部分：試驗和導則氣候（溫度、濕度）和動力學（振動、沖擊）綜合試驗GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）GB/T18271.2過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第2部分：參比條件下的試驗GB31241便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全技術規范GB/T35145冷鏈溫度記錄儀GB/T43187—2023車載無線通信終端聯合國《試驗和標準手冊》（第8修訂版）（ManualofTestsandCriteria）3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1便攜式智能溫濕度記錄儀portableintelligenttemperatureandhumidityrecorder便于安裝、拆卸且可重復使用，能自動感知、記錄存儲、通訊傳輸載運裝備內置空間的溫濕度、位置、采集時間等數據的無線電子設備。注：通常重量不超過1kg。3.22冷鏈運輸監控平臺coldchaintransportmonitoringplatform對冷鏈載運裝備、貨物等進行實時監測、溫度管理、異常處置等的信息化平臺。4構成及配件4.1構成冷鏈運輸便攜式智能溫濕度記錄儀（以下簡稱“智能記錄儀”）由感知采集模塊、數據處理模塊、電池管理模塊、外殼及顯示模塊等構成，具體配置應符合表1的規定，構成示意見圖1。表1智能記錄儀配置模塊構件主要功能配置要求感知采集模塊溫度傳感器用于自動測量和采集溫度數據●濕度傳感器用于自動測量和采集濕度數據●定位模塊用于采集位置數據●數據處理模塊主控芯片用于數據解析及計算●數據存儲模塊用于數據存儲●通信模塊用于數據傳輸●控制管理模塊用于控制和管理功能按鍵、顯示屏、指示燈等●電池管理模塊內置可充電電池（組）提供智能記錄儀運行所需的●狀態管理模塊用于管理內置可充電電池（組）的狀態●充電接口智能記錄儀與電源連接的接口，分為接觸式和非接觸式●外殼及顯示模塊功能按鍵開關按鍵、設置按鍵●內置蜂鳴器利用聲音進行提示或報警〇顯示屏用于顯示智能記錄儀當前工作狀態、溫濕度數據等〇指示燈用于顯示充電、信號狀態等〇注1：“●”表示應具備的功能；“〇”表示宜配置的功能。3圖1智能記錄儀構成示意注2：紅色箭頭表示電能供應，藍色箭頭表示信號或數據傳輸，綠色箭頭表示指令下發或控制。4.2配件智能記錄儀的配件主要包括用戶識別卡、充電線和電源適配器。5一般要求5.1智能記錄儀外觀應符合以下要求：a）外形結構完好、表面光滑，且無銹蝕、銹斑、裂紋、污跡、變形、鍍涂層脫落、明顯劃痕、b）結構件與控制組件完整有效，無機械損傷；c）名稱、型號、制造廠名或商標、出廠編號有明確標識。5.2智能記錄儀的外殼防護等級應至少滿足GB/T4208中IP66的要求，在短時積水場景下宜滿足5.3內置可充電電池（組）符合以下要求：a）宜使用鋰離子電池，并應符合GB31241的相關規定；b）用于航空運輸的智能記錄儀，應符合《試驗和標準手冊》第38.3節的要求。5.4智能記錄儀應在有效期內使用，每年至少校準一次，并符合GB/T35145的相關要求。5.5智能記錄儀應定期進行檢查和維護，并建立檔案。46功能要求6.1基本功能智能記錄儀的基本功能應符合表2的規定。表2智能記錄儀的基本功能序號基本功能配置要求1自動測量●2數據記錄、存儲與傳輸數據記錄●3數據存儲●4數據傳輸●5定位功能●6通信功能●7實時報警超溫提示〇8報警信息回傳〇9數據安全數據記錄和導出保護●數據掉電保護●加密傳輸●遠程參數設置、升級遠程參數設置●遠程升級〇數據檢索與導出●數據、狀態顯示數據顯示●狀態顯示〇開關機設置●屏幕喚醒〇參數設置〇注：“●”表示應具備的功能；“〇”表示宜配置的功能。6.2自動測量智能記錄儀應自動感知與測量冷鏈載運裝備內部的溫度、濕度。溫度單位為攝氏度(℃),濕度為相對濕度，單位為百分比（%）。6.3數據記錄、存儲與傳輸6.3.1智能記錄儀具備數據記錄功能，并符合以下要求：a）應能記錄時間、溫度、濕度、位置等數據，最大記錄間隔不應超過5min；b）宜循環記錄數據，當數據存儲模塊達到容量上限時，自動覆蓋最早記錄的數據。6.3.2智能記錄儀應具備數據存儲功能，數據存儲容量至少為3000條。在通信異常情況下，智能記錄儀應自動存儲不少于7天內未上傳的時間、溫度、濕度、位置等數據。6.3.3智能記錄儀應具備數據傳輸功能，并應符合以下要求：5a）一般情況下，向冷鏈運輸監控平臺實時上傳記錄間隔內的全部時間、溫度、濕度、位置等數據，最大上傳間隔不超過5min；b）通信異常情況下，具備數據補傳功能，待通信恢復后，自動補傳中斷期間存儲的數據。6.4定位功能智能記錄儀應具備定位功能，并應符合以下要求：a）采用基站定位的智能記錄儀，通過采集基站數據并上傳冷鏈運輸監控平臺轉換為經緯度數b）采用衛星定位的智能記錄儀，支持北斗衛星導航系統，輸出三維定位數據和時間數據。6.5通信功能智能記錄儀應支持蜂窩網絡，且至少支持表3中第四代移動通信技術（4G）的頻段，宜支持第5代移動通信技術（5G）移動通信網絡。表34G移動通信制式及頻段序號制式頻段1TD-LTEB342B303B404B415FDD-LTEB16B37B58B86.6實時報警智能記錄儀宜設置實時報警功能。當溫濕度超過限定值時，內置蜂鳴器（如有）鳴叫，且顯示屏（如有）閃爍，提示用戶進行處理，并將報警信息回傳至冷鏈運輸監控平臺。如涉及航空運輸，在空運中應關閉報警功能。6.7數據安全6.7.1智能記錄儀記錄的數據應無法更改，數據導出文件應至少支持一種具有防篡改能力或只讀的文6.7.2智能記錄儀應具備數據掉電保護功能，在更換電池（組）后，歷史數據應能完整讀取。6.7.3智能記錄儀和冷鏈運輸監控平臺之間的數據傳輸應采用加密方式。6.8遠程參數設置、升級6.8.1智能記錄儀應接收冷鏈運輸監控平臺發送的數據記錄間隔、上傳間隔更改等指令。6.8.2智能記錄儀宜支持遠程升級。66.9數據檢索與導出智能記錄儀應通過計算機、冷鏈運輸監控平臺、應用軟件等方式支持檢索和導出時間、溫濕度等6.10數據、狀態顯示6.10.1溫濕度數據顯示應符合下列要求：a）溫度分辨率不低于0.1°C，濕度分辨率不低于1%RH；b）如有顯示屏，顯示方式為數字式，且具有背光功能。6.10.2智能記錄儀顯示屏宜顯示開關機狀態、電池電量、通信信號強度、當前溫濕度數據和時間等6.11其他6.11.1智能記錄儀應有開關機設置，宜具備屏幕喚醒、參數設置等功能。7性能要求7.1測量范圍及允許誤差7.1.1智能記錄儀溫度測量范圍應為-30℃~+70℃,濕度測量范圍應為5%RH～95%RH。7.1.2智能記錄儀溫度測量的最大允許誤差應符合表4的要求。表4溫度測量的最大允許誤差溫度測量范圍最大允許誤差-30℃~0℃0℃~+70℃±0.5℃7.1.3智能記錄儀濕度測量的最大允許誤差為±5%RH。7.2定位精度采用衛星定位的智能記錄儀，在空曠無干擾環境下，精度應滿足以下要求：a）水平定位精度不大于15m；b）高程定位精度不大于30m；c）速度定位精度不大于2m/s。7.3電池續航時間按照數據上傳間隔5min，智能記錄儀電池續航時間不應小于7天。當運輸時間超過7天時，應按照能源管理系統設置適當數據上傳頻次。7.4標準時鐘智能記錄儀應設置時間程序，通過通信網絡或衛星定位系統進行授時。77.5響應時間智能記錄儀的響應時間常數T90應符合下列要求：a）內置傳感器的，T90不大于10min；b）外置傳感器的，T90不大于1min。7.6通信性能智能記錄儀的通信性能應符合GB/T43187—2023中5.2的要求。7.7環境適應性7.7.1溫濕度7.7.1.1智能記錄儀的正常工作環境溫度應為其溫度測量范圍，正常工作相對濕度應為其濕度測量范7.7.1.2智能記錄儀應能在-40℃和+80℃的極端溫度環境下存儲后正常工作。7.7.2氣壓智能記錄儀正常工作環境的大氣壓力應為25kPa～106kPa。7.7.3抗鹽霧按照9.3.6.7規定的鹽霧試驗方法測試后，智能記錄儀應能正常工作。7.8機械性能7.8.1機械振動按照9.3.7.1規定的振動試驗方法測試后，智能記錄儀不應出現物理損壞，應能正常工作。7.8.2機械沖擊按照9.3.7.2規定的沖擊試驗方法測試后，智能記錄儀不應出現物理損壞，應能正常工作。7.8.3自由跌落按照9.3.7.3規定的跌落沖擊試驗方法測試后，智能記錄儀應能正常工作。7.9電磁兼容性智能記錄儀的電磁兼容性應符合GB/T43187—2023中5.3.6的要求。如涉及航空運輸，智能記錄儀的電磁輻射水平應符合航空運輸相關要求，具備航空運輸相關安全鑒定報告。8通訊協議及消息格式智能記錄儀與冷鏈運輸監控平臺的通訊協議及消息格式見附錄A。89檢驗檢測方法9.1一般要求檢查9.1.1外觀檢查用檢視的方法進行檢查，判定結果是否符合5.1的要求。9.1.2外殼防護等級按照GB/T4208規定的方法對外殼防護等級進行試驗，判定結果是否符合5.2的要求。9.1.3內置可充電電池（組）核對產品說明書、試驗報告等，判定結果是否符合5.3的要求。9.1.4校準檢查檢查產品說明書、校準合格證明等，判定結果是否符合5.4的要求。9.1.5維護檢查檢查維護記錄、檔案等文件，判定結果是否符合5.5的要求。9.2功能要求檢查9.2.1自動測量檢查操作智能記錄儀并目視檢查，判定結果是否符合6.2的要求。9.2.2數據記錄、存儲與傳輸檢查按照以下步驟進行試驗：a）操作智能記錄儀，檢查其記錄的數據，判定結果是否符合6.3.1的要求；b）將智能記錄儀的通信功能屏蔽，采用高頻次讀寫等方式進行容量測試，判定結果是否符合c）使用檢測軟件，保持通信正常，檢查檢測軟件收到的數據，判定結果是否符合6.3.3中a）d）恢復通信信號，檢查檢測軟件收到的數據，判定結果是否符合6.3.3中b）的要求。9.2.3定位功能檢查保持通信網絡連接正常，操作智能記錄儀，并通過檢測軟件，檢查采集的定位數據，判定結果是9.2.4通信功能檢查保持通信網絡連接正常，通過檢測軟件檢查智能記錄儀的通信情況，判定結果是否符合6.5的要99.2.5實時報警檢查設定溫濕度限定值，將智能記錄儀放置于試驗箱內，當試驗溫濕度超過限定值時，檢查內置蜂鳴器、顯示屏，并檢查檢測軟件收到的報警信息，判定結果是否符合6.6的要求。9.2.6數據安全檢查9.2.6.1通過檢測軟件導出數據，檢查數據導出文件的格式，判定結果是否符合6.7.1的要求。9.2.6.2打開智能記錄儀的外殼，更換內置可充電電池（組檢查歷史數據，判定結果是否符合9.2.6.3保持通信網絡連接正常，通過檢測軟件檢查數據傳輸是否加密，判定結果是否符合6.7.3的9.2.7遠程參數設置與升級檢查保持通信網絡連接正常，通過檢測軟件下發更改記錄間隔、上傳間隔、設備升級等指令，檢查智能記錄儀是否響應并完成。9.2.8數據檢索與導出檢查通過檢測軟件進行檢索及導出操作，判定結果是否符合6.9的要求。9.2.9數據、狀態顯示檢查9.2.9.1核對產品說明書，查看其規定的溫濕度分辨率數值，判定結果是否符合6.10.1的要求。9.2.9.2操作智能記錄儀并目視檢查，判定結果是否符合6.10.2的要求。9.2.10其他功能檢查操作智能記錄儀，判定結果是否符合6.11的要求。9.3性能要求檢測9.3.1測量范圍及允許誤差檢測9.3.1.1啟動智能記錄儀，并將其放置于恒溫恒濕設備內，將恒溫恒濕設備的溫濕度分別設定在7.1中的最高溫濕度和最低溫濕度點上，記錄其測量的溫濕度數值。9.3.1.2按照GB/T35145規定的方法分別進行溫濕度基本誤差、重復性誤差的測試。9.3.2定位精度檢測利用衛星定位信號模擬器按以下步驟進行測試。a）將衛星定位信號模擬器輸出信號接入智能記錄儀衛星定位模塊天線接口，將智能記錄儀開b）待智能記錄儀啟動完畢后確認其定位狀態信息為衛星未鎖定，位置信息為空。c）打開衛星定位信號模擬器，配置動態場景：靜止60s，在120s內勻加速至30m/s，按30m/s勻速行駛持續120s，然后在120s內勻減速至0m/s，再靜止30s，共7.5min；按照前7min智能記錄儀的定位信息與模擬器設置坐標的差值進行升序排序，取最大值作為測試結果；檢查智能記錄儀的水平定位精度、高程定位精度、速度定位精度。9.3.3電池續航時間檢測將智能記錄儀充電至100%電量，分別放置于-30℃、+10℃和+70℃的環境下，設置數據上傳間隔為5min，記錄其持續工作時間，并檢查其持續工作時間是否不小于7天。9.3.4標準時鐘檢測在參比大氣條件下，同時啟動智能記錄儀的時鐘和標準計時儀器，連續工作24h，觀察兩者計時值是否存在差值。9.3.5響應時間檢測按照GB/T18271.2規定的方法進行測試，施加的階躍信號為智能記錄儀測量量程的90%。測試時，智能記錄儀的記錄間隔應調整至最小值。9.3.6環境適應性檢測9.3.6.1低溫運行測試按照GB/T2423.1規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入試驗箱內，在試驗溫度穩定于-30℃時，啟動智能記錄儀連續運行2h，判斷其是否正常工作。9.3.6.2高溫運行測試按照GB/T2423.2規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入試驗箱內，在試驗溫度穩定于+70℃時，啟動智能記錄儀連續運行2h，判斷其是否正常工作。9.3.6.3低溫存儲測試按照GB/T2423.1規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入試驗箱內，在試驗溫度穩定于-40℃時連續放置24h。試驗后取出智能記錄儀靜置2h，然后啟動智能記錄儀，判斷其是否正常工作。9.3.6.4高溫存儲測試按照GB/T2423.2規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入試驗箱內，在試驗溫度穩定于+80℃時連續放置24h。試驗后取出智能記錄儀靜置2h，然后啟動智能記錄儀，判斷其是否正常工作。9.3.6.5恒溫恒濕測試按照GB/T2423.3規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入試驗箱內，在試驗溫度穩定于+40℃、相對濕度穩定于95%時，啟動智能記錄儀并運行24h，判斷其是否正常工作。9.3.6.6氣壓測試將智能記錄儀放入氣壓試驗箱，分別將氣壓調至25kPa、60kPa和106kPa，穩定30min后，啟動智能記錄儀連續運行2h，判斷測試期間和測試后智能記錄儀是否正常工作。9.3.6.7鹽霧測試按照GB/T2423.17規定的方法進行測試。將智能記錄儀放入鹽霧試驗箱內，測試條件為箱內溫度33℃~37℃、鹽霧質量濃度5%、pH值6.5～7.2，智能記錄儀運行2h后，判斷其是否正常工作。9.3.7機械性能測試9.3.7.1振動測試按照GB/T2423.35規定的方法進行測試。將智能記錄儀分別放置于-30°C、+10°C和+70°C的環境下，在所有軸向振動加速度達到3g、隨機振動2h的測試條件下運行，判斷測試期間和測試后其是否正常工作。9.3.7.2沖擊測試按照GB/T2423.5規定的方法進行測試。在以半正弦形脈沖、峰值加速度20g、脈沖持續時間6ms的測試條件下，對智能記錄儀3個軸向施加3次沖擊后，判斷測試后其是否正常工作。9.3.7.3自由跌落測試按照GB/T2423.7規定的方法進行測試。智能記錄儀從1500mm高度自由跌落到水平的、混凝土或鋼材質的試驗設備表面，判斷測試后其是否正常工作。9.3.8電磁兼容性測試按照GB/T43187—2023中6.4.6的方法進行測試。10標識與標記10.1智能記錄儀應有唯一的出廠編碼標識。10.2智能記錄儀上的操作鍵、接口等應有醒目的文字、圖形等標志。10.3智能記錄儀的使用說明、銘牌和標志的文字應包含中文文字。通訊協議及消息格式A.1通訊協議智能記錄儀與冷鏈運輸監控平臺之間的數據交換宜采用報文方式，數字以十六進制表示，協議采用大端模式（big-endian）的網絡字節序傳遞字節、字和雙字。A.2消息格式A.2.1消息結構智能記錄儀與冷鏈運輸監控平臺之間數據傳輸的消息結構由標識位、消息頭、消息體、校驗碼和標識位構成，具體見表A.1。表A.1消息結構定義起始字節說明及要求標識位0采用0x7E表示消息頭1……10消息頭消息體11……N消息體校驗碼N+1采用信息組校驗碼（BlockCheckCharacter）或異或校驗法，校驗范圍從命令單元的第一個字節（即消息頭后）開始，同后一字節異或，直到校驗碼前一字節為止，校驗碼占用一個字節標識位N+2用0x7E表示A.2.2轉義規則及過程A.2.2.1若消息頭、消息體以及校驗碼中出現0x7E，則進行轉義處理，轉義規則如下：a）0x7E轉義為0x7D+0x02；b）0x7D轉義為0x7C+0x01。A.2.2.2轉義處理過程如下：a）發送消息時進行消息封裝，先計算并填充校驗碼，再進行轉義；b）接收消息時進行轉義還原，先驗證校驗碼，再解析消息。示例：發送內容為0x300x7E0x080x7D0x55的數據包，則經過消息封裝如下：0x7E0x300x7D0x020x080x7D0x010x550x7E。A.2.3數據類型報文中字段的數據類型見表A.2。表A.2數據類型序號數據類型說明1BYTE無符號單字節整型（字節8bits）2WORD無符號雙字節整型（字16bits）3DWORD無符號四字節整型（雙字32bits）4BYTE[n]n字節5WORD[n]n個雙字節整型6BCD[n]n個字節8421BCD碼7STRINGASCII（美國信息交換標準代碼，AmericanStandardCodeforInformationInterchange）編碼，無數據則留空A.2.4消息頭消息頭結構見表A.3。表A.3消息頭結構定義數據類型說明及要求中心識別碼BYTE[6]設備的標識碼，前置零應用IDBYTE表示應用類型消息流水號WORD按發送順序從0～9循環遞增消息長度BYTE使用一個字節表示消息體的長度，最大255字節A.2.5消息定義A.2.5.1智能記錄儀上行消息定義見表A.4。表A.4上行消息定義命令應用ID通用應答0x01溫濕度上報0x02歷史消息補傳0x04文本信息上報0x05請求授時0x0AA.2.5.2冷鏈運輸監控平臺下行消息定義見表A.5。表A.5下行消息定義命令應用ID通用應答0x81文本信息下發0x85表A.5下行消息定義（續）命令應用ID光照閾值設置0x89服務器時間0x8A參數配置下發0x8BA.2.6智能記錄儀上行消息內容A.2.6.1通用應答消息內容見表A.6。表A.6通用應答消息內容字段數據類型說明及要求應答流水號WORD對應的平臺消息的流水號應答消息IDBYTE對應終端的消息ID結果BYTE 0：成功/確認； 2：消息有誤； 3：消息不支持A.2.6.2溫濕度上報消息內容見表A.7。表A.7溫濕度上報消息內容字段數據類型說明及要求日期時間BCD碼表示GMT+8，格式為YYYY/MM/DDhh:mm:ss，從2000年1月1日00:00:00開始計算時間溫度WORD溫度值范圍為0x000～0x3E8，當溫度值為0xFFFF值時，表示溫度異常濕度WORD濕度值范圍為0x000～0x3E8，當濕度值為0xFFFF時，表示濕度異常網絡信號強度/附加信息狀態BYTEbit0～bit3：信號強度值，實際顯示值為值*2；bit7：是否有附加信息；0：無附加信息附加信息—見A.2.6.3A.2.6.3附加信息內容見表A.8。表A.8附加信息內容附加信息ID數據類型說明及要求0x01WORD表示電池信息：a）bit15～bit14：充電狀態 00：未充電； 01：充電中； 10：已充滿； 11：保留。b）bit13～bit7：電池溫度，單位為1℃,溫度范圍為-40℃~50℃,值范圍為0x00～0x5A，0x7F表示c）bit6～bit0：電量等級，電量范圍為0～100%，值范圍0x7F時表示電量無效或者不確定0x021+nbytes表示基站信息，基站個數（1byte）為0時，表示基站信息無效或無基站信息，最大值為3基站信息0(9bytes){LAC(TAC):DWORDCID:DWORDdBm:BYTE}基站信息1{…0x03BYTE表示開關機狀態：a）bit0～bit2: 000：運行； 001：開機； 010：高溫關機； 011：按鍵關機； 100：低電量關機； 其他：保留。b）bit3～bit7：保留表A.8附加信息內容（續）附加信息ID數據類型說明及要求0x0414Bytes表示衛星定位信息：a）BYTE0：定位狀態 bit0：0未定位，1已定 bit1：0北半球，1南半 bit2：0東經，1西經； bit3～bit7保留。b）BYTE1～4：緯度，以度為單位的緯度值乘以10的6次方，精確到百萬分之一c）BYTE5～8：經度，以度為單位的經度值乘以10的6次方，精確到百萬分之一d）BYTE9～10：高程，即海拔高度，單位為米（m）；e）BYTE11～12：速度，單位為千米/小時（km/h），精確到十分之一；f）BYTE13：衛星數量0x05BYTE[2]BYTE0：表示光照強度值，值范圍為0～254，當光照強度值為255時，表示光照強度值異常；BYTE1：表示光照閾值，值范圍為0~254,其他值無效0x06BYTE保留0x07WORD[2]WORD0:MCCWORD1:MNCA.2.6.4歷史消息補傳內容見表A.9。表A.9歷史消息補傳內容字段數據類型說明及要求日期時間表示首條補傳內容的日期時間，BCD碼表示GMT+8，格式為YYYY/MM/DDh