執(zhí)法專用智能瓶體標(biāo)簽取證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張 雨，李桂玲

（衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 衡水 053000）

1 項(xiàng)目背景

中國(guó)在十八大報(bào)告中曾經(jīng)重點(diǎn)提出，要“堅(jiān)持信息化道路，推動(dòng)信息化的發(fā)展”。為加快中國(guó)信息化與電子政務(wù)的發(fā)展進(jìn)程，中共中央辦公廳，國(guó)務(wù)院辦公廳等先后發(fā)布了《關(guān)于中國(guó)電子政務(wù)建設(shè)指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快電子政務(wù)發(fā)展的若干意見》《2006—2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》等一系列的相關(guān)文件。中央政法委發(fā)出《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)執(zhí)法工作信息化建設(shè)的通知》，提出執(zhí)法部門信息化建設(shè)的總體工作路線：按照深刻貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建和諧社會(huì)的要求，嚴(yán)格圍繞易發(fā)生執(zhí)法不嚴(yán)格、不公正等問題的執(zhí)法崗位與執(zhí)法環(huán)節(jié)，堅(jiān)持“花錢少、用得好”的經(jīng)濟(jì)原則，大力推進(jìn)行政執(zhí)法信息化的建設(shè)，要求用最短的時(shí)效，實(shí)現(xiàn)各個(gè)執(zhí)法部門、各個(gè)系統(tǒng)上下之間的聯(lián)網(wǎng)，各部門之間相互溝通，初步建成覆蓋整個(gè)執(zhí)法系統(tǒng)。

由此可見，隨著中國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，政府對(duì)電子政務(wù)的不斷健全完善，相配套的行政執(zhí)法產(chǎn)品的生產(chǎn)、改進(jìn)、創(chuàng)新和研發(fā)必然成為重要的研究方向。然而縱觀行政執(zhí)法產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)行業(yè)，大多是重“軟件”、輕“硬件”，執(zhí)法軟件或者裝備缺乏針對(duì)性，由于網(wǎng)絡(luò)和攜帶不便等因素，大部分的執(zhí)法現(xiàn)場(chǎng)仍然傳統(tǒng)的執(zhí)法方式，人為因素大，且大多采用紙質(zhì)辦公，但這種執(zhí)法形式時(shí)效性差、效率低，且存在現(xiàn)場(chǎng)情況反映不全面、記錄過程中出現(xiàn)差錯(cuò)、不便于修改和證據(jù)效力不高等局限性。

這其中，農(nóng)藥的檢查和取證就是一個(gè)耗時(shí)耗力的過程，執(zhí)法人員在拿到一瓶農(nóng)藥時(shí)，首先要檢查標(biāo)簽，一方面要對(duì)照國(guó)家管理辦法檢查是否有違規(guī)現(xiàn)象，另外還要查詢?cè)撧r(nóng)藥的登記信息是否相符。如果農(nóng)藥標(biāo)簽存在違規(guī)行為，就要拍照取證并制作執(zhí)法文書。但是因?yàn)槠矿w的標(biāo)簽一般為曲面，即使使用全景相機(jī)或者其他拍照軟件都不能獲得完整標(biāo)簽，所以目前一線的執(zhí)法人員主要是靠手撕下標(biāo)簽拍照取證，一般從標(biāo)簽的撕下到拍照，再到比對(duì)查詢，最后填寫抽樣單，整個(gè)流程需要30 min 以上，還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)標(biāo)簽損壞等現(xiàn)象，影響商家銷售。

目前也有采用掃描儀提取證據(jù)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(chǎn)品時(shí)，掃描儀的蓋板不能閉合，常會(huì)出現(xiàn)曝光現(xiàn)象，且也需要手動(dòng)改變瓶體位置，不能很好地體現(xiàn)標(biāo)簽的整體內(nèi)容，操作煩瑣，不適合外出執(zhí)法。因此行政執(zhí)法部門亟需研發(fā)一套執(zhí)法專用的標(biāo)簽取證系統(tǒng)。

2 項(xiàng)目方案

標(biāo)簽是判定農(nóng)藥是否假劣產(chǎn)品重要依據(jù)，中國(guó)在2007 年就出臺(tái)了《農(nóng)藥標(biāo)簽和說明書管理辦法》（以下簡(jiǎn)稱“《辦法》”），如圖1 所示。2017 年根據(jù)電子信息化發(fā)展的需要又對(duì)該《辦法》進(jìn)行了修訂，其中規(guī)定農(nóng)藥包裝必須經(jīng)農(nóng)藥登記部門嚴(yán)格審查批準(zhǔn)后才可以印制，如圖2 所示，農(nóng)藥標(biāo)簽均印刷有二維碼，用于質(zhì)量追溯，每瓶農(nóng)藥的二維碼具有唯一性，如果標(biāo)簽不合格，就可以被認(rèn)定為假劣農(nóng)藥。由此本項(xiàng)目確定了項(xiàng)目方案，通過掃描并自動(dòng)讀取標(biāo)簽信息，與大數(shù)據(jù)調(diào)取的農(nóng)藥信息進(jìn)行對(duì)比來判定假劣農(nóng)藥。

圖1 農(nóng)藥標(biāo)簽和說明書管理辦法

圖2 農(nóng)藥標(biāo)簽

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的智能標(biāo)簽取證系統(tǒng)由軟件、硬件2部分組成。

硬件部分：自主研發(fā)瓶體標(biāo)簽取證器，如圖3 所示，采用OCR 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)瓶體標(biāo)簽的呈像儲(chǔ)存，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)入軟件部分。

圖3 硬件部分——瓶體標(biāo)簽取證器

軟件部分：自主研發(fā)智能對(duì)比軟件，如圖4 所示，對(duì)瓶體標(biāo)簽取證器掃描的標(biāo)簽進(jìn)行智能識(shí)別。掃描形成的標(biāo)簽圖片自動(dòng)進(jìn)入電腦智能對(duì)比軟件，智能對(duì)比軟件自動(dòng)與“國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部執(zhí)法平臺(tái)”中的大數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)違法行為進(jìn)行智能預(yù)警。

圖4 軟件部分——智能對(duì)比軟件

3 項(xiàng)目實(shí)施

3.1 硬件部分——瓶體標(biāo)簽取證器

瓶體標(biāo)簽取證器結(jié)構(gòu)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(shè)有電機(jī)蓋，用于固定2 個(gè)電機(jī)；2 個(gè)側(cè)板上開有軸承孔；2 個(gè)轉(zhuǎn)軸支架，用于安裝2 個(gè)轉(zhuǎn)軸；1 個(gè)紅外對(duì)管板安裝在支架上，用于安裝固定紅外對(duì)管板。

圖5 瓶體標(biāo)簽取證器結(jié)構(gòu)示意圖

電路系統(tǒng)如圖6 所示。電源控制板由電池充放電管理電路、降壓穩(wěn)壓輸出電路、控制按鍵電路、LED狀態(tài)顯示電路組成，實(shí)現(xiàn)電池充放電管理、系統(tǒng)電源通斷控制、電機(jī)啟動(dòng)停止控制、輸出電源的降壓穩(wěn)壓控制、充電狀態(tài)顯示、系統(tǒng)電源通斷顯示功能。

圖6 電路系統(tǒng)示意圖

主控制板由屏幕、控制系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、SD存儲(chǔ)組成，實(shí)現(xiàn)交互操作、屏幕顯示、數(shù)據(jù)采集、圖像處理功能。主控制板接收由紅外對(duì)管板發(fā)送的電平信號(hào)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(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)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(tǒng)啟動(dòng)和停止、文件格式、掃描分辨率、啟動(dòng)與停止掃描。

紅外對(duì)管板由紅外發(fā)射管和紅外接收管組成，實(shí)現(xiàn)采集光柵滾輪信號(hào)的功能。紅外對(duì)管板的紅外發(fā)射管發(fā)出紅外光，由于光柵滾輪的旋轉(zhuǎn)遮擋紅外光，使紅外接收管產(chǎn)生狀態(tài)變化，向主控制板發(fā)送出信號(hào)。

圖像傳感器由感光器件和LED 燈帶組成，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)光與圖像采集的功能。主控制板接收到紅外對(duì)管板的信號(hào)，控制開啟圖像傳感器采集。圖像傳感器接收到命令信號(hào)時(shí)打開LED 燈進(jìn)行補(bǔ)光，感光器件采集圖像信息，并將圖像數(shù)據(jù)返回主控制板。

當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)光柵滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外對(duì)管板上的紅外對(duì)管由于受到光柵滾輪的遮擋產(chǎn)生電平狀態(tài)變化信號(hào)傳輸?shù)街骺刂瓢?，主控制板接收到電平信?hào)后控制圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，圖像傳感器接收到命令時(shí)打開LED 補(bǔ)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(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出到SD 卡中進(jìn)行儲(chǔ)存。

3.2 軟件部分——智能對(duì)比軟件

研發(fā)智能對(duì)比軟件，通過識(shí)別瓶體上的產(chǎn)品名稱、主要成分、登記證號(hào)等信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能，系統(tǒng)通過從國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部執(zhí)法平臺(tái)調(diào)取其藥品備案信息，和掃描信息進(jìn)行對(duì)比，提出預(yù)警。如果產(chǎn)品違規(guī)，執(zhí)法人員將掃描圖片直接作為證據(jù)，上傳至執(zhí)法平臺(tái)備案，方便了執(zhí)法文書的制作。

3.3 樣機(jī)加工

在樣機(jī)試制過程中采用3D 打印技術(shù)，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(jié)約了成本又縮短了研發(fā)周期，通過反復(fù)測(cè)試，對(duì)樣機(jī)出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。后期采用了尺寸精度更高的SLA 光敏樹脂打印技術(shù)，裝配成品供客戶試用，提出改進(jìn)意見，進(jìn)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(xiàng)目總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的執(zhí)法專用的標(biāo)簽取證系統(tǒng)將電子信息技術(shù)、圖片識(shí)別技術(shù)和大數(shù)據(jù)執(zhí)法融于一體，抓住了瓶裝標(biāo)簽拍照取證難、手撕標(biāo)簽易損壞、耗時(shí)長(zhǎng)、信息錄入煩瑣的痛點(diǎn)，解決了行政執(zhí)法部門標(biāo)簽取證難，抽檢、辦案效能低的難題。

本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)包含以下4 方面：①傳統(tǒng)的掃描多數(shù)是檢測(cè)物體靜止，掃描器動(dòng)作，本項(xiàng)目創(chuàng)新了設(shè)計(jì)方案，掃描器靜止，檢測(cè)物體動(dòng)作，更適合瓶體標(biāo)簽的檢測(cè)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)操作方便、容易上手，且小巧輕便，更適用于戶外執(zhí)法。產(chǎn)品照片如圖8 所示。②通過OCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)瓶體標(biāo)簽的呈像儲(chǔ)存，只需要將瓶體放置瓶體標(biāo)簽取證器上自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周，即可完成標(biāo)簽的取證工作，單瓶檢測(cè)用時(shí)少于3 min，既提高了執(zhí)法效率，又不會(huì)損壞標(biāo)簽。另外標(biāo)簽掃描圖片分辨率600～900 DPⅠ，標(biāo)簽掃描文檔可以使用JPG 和PDF2 個(gè)格式切換，方便執(zhí)法人員進(jìn)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(chǎn)品的檢測(cè)。④軟件系統(tǒng)部分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí)別功能，被測(cè)產(chǎn)品標(biāo)簽信息與合法信息不相符時(shí)，智能預(yù)警，從而幫助執(zhí)法人員判斷此標(biāo)簽是否合法，除此之外，還避免了執(zhí)法過程中人為因素造成的執(zhí)法不公平問題。

圖8 產(chǎn)品照片

隨著產(chǎn)品用戶增多，掃描的標(biāo)簽會(huì)進(jìn)入標(biāo)簽庫(kù)，基于對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、特征標(biāo)記，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，還會(huì)進(jìn)一步提高機(jī)器識(shí)別的準(zhǔn)確度。智能標(biāo)簽取證系統(tǒng)通過前端與后端的自動(dòng)化過程有機(jī)結(jié)合，將產(chǎn)品抽檢、信息查詢、案件查辦、文書制作等執(zhí)法模塊高度整合，并將各個(gè)模塊之間信息互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽抽檢流程自動(dòng)化。將AⅠ技術(shù)和RPA 技術(shù)融合到了行政執(zhí)法環(huán)節(jié)中，提高執(zhí)法效率的同時(shí)，通過后端的能力，進(jìn)一步提高整個(gè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和用戶黏性。