執法專用智能瓶體標簽取證系統的設計

張 雨，李桂玲

（衡水職業技術學院，河北 衡水 053000）

1 項目背景

中國在十八大報告中曾經重點提出，要“堅持信息化道路，推動信息化的發展”。為加快中國信息化與電子政務的發展進程，中共中央辦公廳，國務院辦公廳等先后發布了《關于中國電子政務建設指導意見》《關于加快電子政務發展的若干意見》《2006—2020年國家信息化發展戰略》等一系列的相關文件。中央政法委發出《關于進一步加強執法工作信息化建設的通知》，提出執法部門信息化建設的總體工作路線：按照深刻貫徹落實科學發展觀、構建和諧社會的要求，嚴格圍繞易發生執法不嚴格、不公正等問題的執法崗位與執法環節，堅持“花錢少、用得好”的經濟原則，大力推進行政執法信息化的建設，要求用最短的時效，實現各個執法部門、各個系統上下之間的聯網，各部門之間相互溝通，初步建成覆蓋整個執法系統。

由此可見，隨著中國綜合國力的不斷提升，政府對電子政務的不斷健全完善，相配套的行政執法產品的生產、改進、創新和研發必然成為重要的研究方向。然而縱觀行政執法產品生產研發行業，大多是重“軟件”、輕“硬件”，執法軟件或者裝備缺乏針對性，由于網絡和攜帶不便等因素，大部分的執法現場仍然傳統的執法方式，人為因素大，且大多采用紙質辦公，但這種執法形式時效性差、效率低，且存在現場情況反映不全面、記錄過程中出現差錯、不便于修改和證據效力不高等局限性。

這其中，農藥的檢查和取證就是一個耗時耗力的過程，執法人員在拿到一瓶農藥時，首先要檢查標簽，一方面要對照國家管理辦法檢查是否有違規現象，另外還要查詢該農藥的登記信息是否相符。如果農藥標簽存在違規行為，就要拍照取證并制作執法文書。但是因為瓶體的標簽一般為曲面，即使使用全景相機或者其他拍照軟件都不能獲得完整標簽，所以目前一線的執法人員主要是靠手撕下標簽拍照取證，一般從標簽的撕下到拍照，再到比對查詢，最后填寫抽樣單，整個流程需要30 min 以上，還經常會出現標簽損壞等現象，影響商家銷售。

目前也有采用掃描儀提取證據的方法，但使用的往往是辦公用的蓋板式掃描儀。采用這種方法掃描瓶體直徑較大的產品時，掃描儀的蓋板不能閉合，常會出現曝光現象，且也需要手動改變瓶體位置，不能很好地體現標簽的整體內容，操作煩瑣，不適合外出執法。因此行政執法部門亟需研發一套執法專用的標簽取證系統。

2 項目方案

標簽是判定農藥是否假劣產品重要依據，中國在2007 年就出臺了《農藥標簽和說明書管理辦法》（以下簡稱“《辦法》”），如圖1 所示。2017 年根據電子信息化發展的需要又對該《辦法》進行了修訂，其中規定農藥包裝必須經農藥登記部門嚴格審查批準后才可以印制，如圖2 所示，農藥標簽均印刷有二維碼，用于質量追溯，每瓶農藥的二維碼具有唯一性，如果標簽不合格，就可以被認定為假劣農藥。由此本項目確定了項目方案，通過掃描并自動讀取標簽信息，與大數據調取的農藥信息進行對比來判定假劣農藥。

圖1 農藥標簽和說明書管理辦法

圖2 農藥標簽

本項目設計的智能標簽取證系統由軟件、硬件2部分組成。

硬件部分：自主研發瓶體標簽取證器，如圖3 所示，采用OCR 技術實現對瓶體標簽的呈像儲存，同時自動進入軟件部分。

圖3 硬件部分——瓶體標簽取證器

軟件部分：自主研發智能對比軟件，如圖4 所示，對瓶體標簽取證器掃描的標簽進行智能識別。掃描形成的標簽圖片自動進入電腦智能對比軟件，智能對比軟件自動與“國家農業農村部執法平臺”中的大數據標簽信息進行對比，對違法行為進行智能預警。

圖4 軟件部分——智能對比軟件

3 項目實施

3.1 硬件部分——瓶體標簽取證器

瓶體標簽取證器結構如圖5 所示。從圖中可以看出，專用掃描儀的上蓋上開有若干按鍵孔、LED 燈顯示孔、顯示屏孔；底板上設有電機蓋，用于固定2 個電機；2 個側板上開有軸承孔；2 個轉軸支架，用于安裝2 個轉軸；1 個紅外對管板安裝在支架上，用于安裝固定紅外對管板。

圖5 瓶體標簽取證器結構示意圖

電路系統如圖6 所示。電源控制板由電池充放電管理電路、降壓穩壓輸出電路、控制按鍵電路、LED狀態顯示電路組成，實現電池充放電管理、系統電源通斷控制、電機啟動停止控制、輸出電源的降壓穩壓控制、充電狀態顯示、系統電源通斷顯示功能。

圖6 電路系統示意圖

主控制板由屏幕、控制系統、圖像處理系統、SD存儲組成，實現交互操作、屏幕顯示、數據采集、圖像處理功能。主控制板接收由紅外對管板發送的電平信號后，控制圖像傳感器采集圖像信息，接收到圖像傳感器的圖像數據后對數據進行處理并存儲到SD 卡中。主控制板通過屏幕顯示與按鍵控制的方式提供交互式操作，控制系統啟動和停止、文件格式、掃描分辨率、啟動與停止掃描。

紅外對管板由紅外發射管和紅外接收管組成，實現采集光柵滾輪信號的功能。紅外對管板的紅外發射管發出紅外光，由于光柵滾輪的旋轉遮擋紅外光，使紅外接收管產生狀態變化，向主控制板發送出信號。

圖像傳感器由感光器件和LED 燈帶組成，實現補光與圖像采集的功能。主控制板接收到紅外對管板的信號，控制開啟圖像傳感器采集。圖像傳感器接收到命令信號時打開LED 燈進行補光，感光器件采集圖像信息，并將圖像數據返回主控制板。

當電機啟動時帶動轉軸旋轉，轉軸帶動光柵滾輪轉動，紅外對管板上的紅外對管由于受到光柵滾輪的遮擋產生電平狀態變化信號傳輸到主控制板，主控制板接收到電平信號后控制圖像傳感器采集圖像數據，圖像傳感器接收到命令時打開LED 補光燈通過感光元件采集圖像信息并將圖像信息傳輸至主控制板，主控制板接收到圖像信息后將圖像數據進行處理后輸出到SD 卡中進行儲存。

3.2 軟件部分——智能對比軟件

研發智能對比軟件，通過識別瓶體上的產品名稱、主要成分、登記證號等信息實現自動識別功能，系統通過從國家農業農村部執法平臺調取其藥品備案信息，和掃描信息進行對比，提出預警。如果產品違規，執法人員將掃描圖片直接作為證據，上傳至執法平臺備案，方便了執法文書的制作。

3.3 樣機加工

在樣機試制過程中采用3D 打印技術，在初期采用FDM 熔融沉積制造工藝及光固化成型工藝加工零部件，既節約了成本又縮短了研發周期，通過反復測試，對樣機出現的問題及時進行優化。后期采用了尺寸精度更高的SLA 光敏樹脂打印技術，裝配成品供客戶試用，提出改進意見，進一步完善。零部件3D 打印如圖7 所示。

圖7 零部件3D 打印

4 項目總結與創新點

本項目設計的執法專用的標簽取證系統將電子信息技術、圖片識別技術和大數據執法融于一體，抓住了瓶裝標簽拍照取證難、手撕標簽易損壞、耗時長、信息錄入煩瑣的痛點，解決了行政執法部門標簽取證難，抽檢、辦案效能低的難題。

本項目創新點包含以下4 方面：①傳統的掃描多數是檢測物體靜止，掃描器動作，本項目創新了設計方案，掃描器靜止，檢測物體動作，更適合瓶體標簽的檢測。產品設計操作方便、容易上手，且小巧輕便，更適用于戶外執法。產品照片如圖8 所示。②通過OCR技術實現瓶體標簽的呈像儲存，只需要將瓶體放置瓶體標簽取證器上自動旋轉一周，即可完成標簽的取證工作，單瓶檢測用時少于3 min，既提高了執法效率，又不會損壞標簽。另外標簽掃描圖片分辨率600～900 DPⅠ，標簽掃描文檔可以使用JPG 和PDF2 個格式切換，方便執法人員進行文書制作。③掃描瓶體直徑范圍在100～300 mm 之間，適用大部分瓶體產品的檢測。④軟件系統部分實現了自動識別功能，被測產品標簽信息與合法信息不相符時，智能預警，從而幫助執法人員判斷此標簽是否合法，除此之外，還避免了執法過程中人為因素造成的執法不公平問題。

圖8 產品照片

隨著產品用戶增多，掃描的標簽會進入標簽庫，基于對這些數據的統計分析、特征標記，利用機器學習技術，還會進一步提高機器識別的準確度。智能標簽取證系統通過前端與后端的自動化過程有機結合，將產品抽檢、信息查詢、案件查辦、文書制作等執法模塊高度整合，并將各個模塊之間信息互通互聯，實現標簽抽檢流程自動化。將AⅠ技術和RPA 技術融合到了行政執法環節中，提高執法效率的同時，通過后端的能力，進一步提高整個產品的競爭力和用戶黏性。