执法专用智能瓶体标签取证系统的设计

张 雨，李桂玲

（衡水职业技术学院，河北 衡水 053000）

1 项目背景

中国在十八大报告中曾经重点提出，要“坚持信息化道路，推动信息化的发展”。为加快中国信息化与电子政务的发展进程，中共中央办公厅，国务院办公厅等先后发布了《关于中国电子政务建设指导意见》《关于加快电子政务发展的若干意见》《2006—2020年国家信息化发展战略》等一系列的相关文件。中央政法委发出《关于进一步加强执法工作信息化建设的通知》，提出执法部门信息化建设的总体工作路线：按照深刻贯彻落实科学发展观、构建和谐社会的要求，严格围绕易发生执法不严格、不公正等问题的执法岗位与执法环节，坚持“花钱少、用得好”的经济原则，大力推进行政执法信息化的建设，要求用最短的时效，实现各个执法部门、各个系统上下之间的联网，各部门之间相互沟通，初步建成覆盖整个执法系统。

由此可见，随着中国综合国力的不断提升，政府对电子政务的不断健全完善，相配套的行政执法产品的生产、改进、创新和研发必然成为重要的研究方向。然而纵观行政执法产品生产研发行业，大多是重“软件”、轻“硬件”，执法软件或者装备缺乏针对性，由于网络和携带不便等因素，大部分的执法现场仍然传统的执法方式，人为因素大，且大多采用纸质办公，但这种执法形式时效性差、效率低，且存在现场情况反映不全面、记录过程中出现差错、不便于修改和证据效力不高等局限性。

这其中，农药的检查和取证就是一个耗时耗力的过程，执法人员在拿到一瓶农药时，首先要检查标签，一方面要对照国家管理办法检查是否有违规现象，另外还要查询该农药的登记信息是否相符。如果农药标签存在违规行为，就要拍照取证并制作执法文书。但是因为瓶体的标签一般为曲面，即使使用全景相机或者其他拍照软件都不能获得完整标签，所以目前一线的执法人员主要是靠手撕下标签拍照取证，一般从标签的撕下到拍照，再到比对查询，最后填写抽样单，整个流程需要30 min 以上，还经常会出现标签损坏等现象，影响商家销售。

目前也有采用扫描仪提取证据的方法，但使用的往往是办公用的盖板式扫描仪。采用这种方法扫描瓶体直径较大的产品时，扫描仪的盖板不能闭合，常会出现曝光现象，且也需要手动改变瓶体位置，不能很好地体现标签的整体内容，操作烦琐，不适合外出执法。因此行政执法部门亟需研发一套执法专用的标签取证系统。

2 项目方案

标签是判定农药是否假劣产品重要依据，中国在2007 年就出台了《农药标签和说明书管理办法》（以下简称“《办法》”），如图1 所示。2017 年根据电子信息化发展的需要又对该《办法》进行了修订，其中规定农药包装必须经农药登记部门严格审查批准后才可以印制，如图2 所示，农药标签均印刷有二维码，用于质量追溯，每瓶农药的二维码具有唯一性，如果标签不合格，就可以被认定为假劣农药。由此本项目确定了项目方案，通过扫描并自动读取标签信息，与大数据调取的农药信息进行对比来判定假劣农药。

图1 农药标签和说明书管理办法

图2 农药标签

本项目设计的智能标签取证系统由软件、硬件2部分组成。

硬件部分：自主研发瓶体标签取证器，如图3 所示，采用OCR 技术实现对瓶体标签的呈像储存，同时自动进入软件部分。

图3 硬件部分——瓶体标签取证器

软件部分：自主研发智能对比软件，如图4 所示，对瓶体标签取证器扫描的标签进行智能识别。扫描形成的标签图片自动进入电脑智能对比软件，智能对比软件自动与“国家农业农村部执法平台”中的大数据标签信息进行对比，对违法行为进行智能预警。

图4 软件部分——智能对比软件

3 项目实施

3.1 硬件部分——瓶体标签取证器

瓶体标签取证器结构如图5 所示。从图中可以看出，专用扫描仪的上盖上开有若干按键孔、LED 灯显示孔、显示屏孔；底板上设有电机盖，用于固定2 个电机；2 个侧板上开有轴承孔；2 个转轴支架，用于安装2 个转轴；1 个红外对管板安装在支架上，用于安装固定红外对管板。

图5 瓶体标签取证器结构示意图

电路系统如图6 所示。电源控制板由电池充放电管理电路、降压稳压输出电路、控制按键电路、LED状态显示电路组成，实现电池充放电管理、系统电源通断控制、电机启动停止控制、输出电源的降压稳压控制、充电状态显示、系统电源通断显示功能。

图6 电路系统示意图

主控制板由屏幕、控制系统、图像处理系统、SD存储组成，实现交互操作、屏幕显示、数据采集、图像处理功能。主控制板接收由红外对管板发送的电平信号后，控制图像传感器采集图像信息，接收到图像传感器的图像数据后对数据进行处理并存储到SD 卡中。主控制板通过屏幕显示与按键控制的方式提供交互式操作，控制系统启动和停止、文件格式、扫描分辨率、启动与停止扫描。

红外对管板由红外发射管和红外接收管组成，实现采集光栅滚轮信号的功能。红外对管板的红外发射管发出红外光，由于光栅滚轮的旋转遮挡红外光，使红外接收管产生状态变化，向主控制板发送出信号。

图像传感器由感光器件和LED 灯带组成，实现补光与图像采集的功能。主控制板接收到红外对管板的信号，控制开启图像传感器采集。图像传感器接收到命令信号时打开LED 灯进行补光，感光器件采集图像信息，并将图像数据返回主控制板。

当电机启动时带动转轴旋转，转轴带动光栅滚轮转动，红外对管板上的红外对管由于受到光栅滚轮的遮挡产生电平状态变化信号传输到主控制板，主控制板接收到电平信号后控制图像传感器采集图像数据，图像传感器接收到命令时打开LED 补光灯通过感光元件采集图像信息并将图像信息传输至主控制板，主控制板接收到图像信息后将图像数据进行处理后输出到SD 卡中进行储存。

3.2 软件部分——智能对比软件

研发智能对比软件，通过识别瓶体上的产品名称、主要成分、登记证号等信息实现自动识别功能，系统通过从国家农业农村部执法平台调取其药品备案信息，和扫描信息进行对比，提出预警。如果产品违规，执法人员将扫描图片直接作为证据，上传至执法平台备案，方便了执法文书的制作。

3.3 样机加工

在样机试制过程中采用3D 打印技术，在初期采用FDM 熔融沉积制造工艺及光固化成型工艺加工零部件，既节约了成本又缩短了研发周期，通过反复测试，对样机出现的问题及时进行优化。后期采用了尺寸精度更高的SLA 光敏树脂打印技术，装配成品供客户试用，提出改进意见，进一步完善。零部件3D 打印如图7 所示。

图7 零部件3D 打印

4 项目总结与创新点

本项目设计的执法专用的标签取证系统将电子信息技术、图片识别技术和大数据执法融于一体，抓住了瓶装标签拍照取证难、手撕标签易损坏、耗时长、信息录入烦琐的痛点，解决了行政执法部门标签取证难，抽检、办案效能低的难题。

本项目创新点包含以下4 方面：①传统的扫描多数是检测物体静止，扫描器动作，本项目创新了设计方案，扫描器静止，检测物体动作，更适合瓶体标签的检测。产品设计操作方便、容易上手，且小巧轻便，更适用于户外执法。产品照片如图8 所示。②通过OCR技术实现瓶体标签的呈像储存，只需要将瓶体放置瓶体标签取证器上自动旋转一周，即可完成标签的取证工作，单瓶检测用时少于3 min，既提高了执法效率，又不会损坏标签。另外标签扫描图片分辨率600～900 DPⅠ，标签扫描文档可以使用JPG 和PDF2 个格式切换，方便执法人员进行文书制作。③扫描瓶体直径范围在100～300 mm 之间，适用大部分瓶体产品的检测。④软件系统部分实现了自动识别功能，被测产品标签信息与合法信息不相符时，智能预警，从而帮助执法人员判断此标签是否合法，除此之外，还避免了执法过程中人为因素造成的执法不公平问题。

图8 产品照片

随着产品用户增多，扫描的标签会进入标签库，基于对这些数据的统计分析、特征标记，利用机器学习技术，还会进一步提高机器识别的准确度。智能标签取证系统通过前端与后端的自动化过程有机结合，将产品抽检、信息查询、案件查办、文书制作等执法模块高度整合，并将各个模块之间信息互通互联，实现标签抽检流程自动化。将AⅠ技术和RPA 技术融合到了行政执法环节中，提高执法效率的同时，通过后端的能力，进一步提高整个产品的竞争力和用户黏性。