南宫NG28

PlantScreen大型版植物表型成像分析系统

PlantScreen大型版植物表型成像系统由捷克PSI公司研造出产，整合了LED植物智能造就、自动化节造系统、叶绿素荧光成像丈量分析、植物热成像分析、植物近红表成像分析、植物高光谱分析、自动条码鉴别治理、RGB真彩3D成像、自动称沉与浇灌系统等多项先进技术。重要合用于40cm-120cm高的水稻、幼麦、玉米、棉花等大型植物的全方位生理生态与状态结组成像分析，用于高通量植物表型成像分析丈量、植物胁迫响应成像分析丈量、植物成长分析丈量、生态毒理学钻延注性状鉴别及植物生理生态分析钻研等。作为全球第一家研造出产植物叶绿素荧光成像系统的厂家，PSI公司在植物表型成像分析领域处于全球的技术前列，大面积叶绿素荧光成像分析职能为其独有技术，使PlantScreen成为植物表型分析与职能成像分析的最为先进的仪器设备，丈量各类表型参数达100多个。

系统组成：

整套系统由自动化植物传送系统、光适应室、3D结构RGB成像单元、FluorCam叶绿素荧光成像单元、可见光-近红表高光谱成像单元、短波红表高光谱成像单元、热成像单元、自动浇灌与称沉单元以及由节造调度服务器、利用服务器、数据服务器、可编法式逻辑节造器及专用分析软件组成的主节造大数据平台等子系统组成。全数成像分析单元与传送系统都搁置于可精确节造环境前提的FS-WI大型植物成长室内，保障植物样品成长前提的可控性和均一性。整套系统可凭据用户现实必要定造，高度符合用户的现实需要。

技术指标：

1.光适应室

·          提供均一不变的环境前提，使植物在进入成像丈量单元前调整到一样的成长状态；同时为叶绿素荧光成像丈量进行暗适应或光适应预处置

·          光源：冷白LED（6500K）+远红LED（735nm），光强0-100%可调，对植物无辐射升温效应

·          尺寸：9120mm×1200×2800mm，可凭据用户需要定造

·          容量：13盆植物同时进行适应（高1200mm，直径600mm）

2.      光幕系统

·          丈量参数：精确丈量植物高度，各成像单元凭据丈量了局调整成像传感器高度和地位

·          丈量领域：0 – 1250 mm

·          分辨率：2.5mm 

3.3D结构RGB成像单元

·          最大丈量植物体积：1010 mm×1010 mm×1250 mm（长×宽×高）

·          高度调整领域：0 – 1250 mm

·          调整精度：±3mm

·          分辨率：2560×1920，可选配线性扫描传感器4096 - 6144像素/线，17-26000线/秒

·          成像功夫：<10s

·          数据传输：千兆以太网

·          3D成像专用旋转台：0-360°自由旋转，用于3D模型沉建

·          专用成像光源板：冷白光LED光源板，可自动调整分歧光强以获得最佳成像成效，侧面光源板1010 mm×1250 mm，顶部光源板1010 mm×1010 mm

·          丈量参数：壹积、植物紧实度／缜密度、叶片周长、偏疼率、叶圆度、叶宽指数、植物圆直径、凸包面积、植物质心、成长高度、植物最大高度和宽度、相对成长速度、色彩划分的植物适应度评价、壹积差距比力、绿度指数、色彩贡献度分级（健全绿色、亮绿色、暗绿色、其他色彩）等表型参数，并可选配3D沉建模型职能

4.      FluorCam叶绿素荧光成像单元   

·       成像面积：35×35cm或80×80cm

·          高度调整领域：0 – 2005 mm

·          丈量光源：橙色618nmLED

·          光化学光源：双色光化学光，橙色618nm LED和冷白LED，可选配蓝色（455nm）、品蓝（470nm）、青色（505nm）、绿色（570nm）、橙色（605nm）等，最大光强300-2500?mol(photons)/m?.s，可升级至5000?mol(photons)/m?.s

·          鼓和光源：冷白光LED，最大光强3000 ?mol(photons)/m?.s，可升级至10000 ?mol(photons)/m?.s

·          远红光源：735nmLED

·          7位滤波轮（选配）：加装分歧波段滤波片，共同相应的光源丈量GFP蹬撰光蛋白

·          成像传感器：高分辨率TOMI-2 CCD传感器

a)  逐行扫描CCD

b)  最高图像分辨率：1360×1024像素

c)  功夫分辨率：在最高图像分辨率下可达每秒20帧

d)  A/D 转换分辨率：16位（65536灰度色阶）

e)  像元尺寸：6.45?m×6.45?m

f)  运行模式：1）动态视频模式，用于叶绿素荧光参数丈量；2）快照模式，用于GFP蹬撰光蛋白和荧光染料丈量

g)  通讯模式：千兆以太网

·          丈量法式与丈量参数：

a)  Fv/Fm：丈量参数蕴含Fo，Fm，Fv，QY等

b)  Kautsky诱导效应：Fo，Fp，Fv，Ft_Lss，QY，Rfd蹬撰光参数

c)  荧光淬灭分析：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm', Fv/ Fm ,Fv',Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qL, QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多个参数

d)  光响应曲线LC：Fo，Fm，QY，QY_Ln，ETR蹬撰光参数

5.可见光-近红表高光谱成像单元

·          成像面积：顶部1010mm×传送带长度，侧面1250mm×传送带长度

·          高度调整领域：0 – 1250 mm

·          调整精度：±3mm

·          成像波长领域：380-1000nm

·          成像传感器：推扫式线性扫描传感器，建设专用扫描光源

·          像素色散：0.98nm

·          光谱带：675

·          帧率：12-236

·          丈量参数：每个波段的反射光谱成像图及全光谱曲线，并可自动推算以下植被指数：归一化指数NDVI、单一比值指数SR、改进的叶绿素吸收反射指数MCARI、改进的叶绿素吸收反射指数1MCARI1、最优化泥土调整植被指数OSAVI、绿度指数G、转换类胡罗卜素指数TCARI、三角植被指数TVI、ZMI指数、单一比值色素指数SRPI、归一化脱镁作用指数NPQI、光化学植被反射指数PRI、归一化叶绿素指数NPCI、Carter指数、Lichtenthaler指数、SIPI指数、Gitelson－Merzlyak指数等

 6.      短波红表高光谱成像单元

·          成像面积：顶部1010mm×传送带长度，侧面1250mm×传送带长度，可与可见光-近红表高光谱成像单元共用一个成像室

·          高度调整领域：0 – 1250 mm

·          调整精度：±3mm

·          成像波长领域：900-2500nm

·          成像传感器：推扫式线性扫描传感器，建设专用扫描光源

·          像素色散：0.75nm

·          光谱带：200

·          帧率：60-100

·          丈量参数：每个波段的反射光谱成像图及全光谱曲线，无损丈量植物整体及分歧部位水分含量变动

7.热成像单元

·          高度调整领域：0 – 1250 mm

·          调整精度：±3mm

·          成像传感器：焦平面阵列微测热辐射计，分辨率 640×480 像素，温度领域 -20– 120℃，热活络度<0.05℃@30℃/50mK，焦距领域 40– 50cm

·          专用成像光源：冷白LED光源板，用于给丈量植物提供不变热环境，最大光强 1000?mol(photons)/m?.s，0-100%可调

·          丈量参数：植物每一点的现实温度，植物表表温度散布图

8.      自动浇灌与称沉单元     

·         丈量参数：现实沉量、浇水体积、最终沉量、每个造就盆的相对沉量

·          操作指令：每个造就盆浇一样量的水（绝对克数或者现实沉量的百分比）；维持相对沉量；自界说每个造就盆的浇灌量仿照分歧干旱或者内涝胁迫；可选配营养供给系统随浇灌定量供给植物营养（如氮肥等），仿照分歧营养缺失情况；称沉前自动零校准，还可通过已知沉量（如砝码）物品自动进行再校准

·          最大承载量：大型植物10000g，幼型植物500g，安全负载200%

·          称沉精度：大型植物±2g，幼型植物±0.2g

·          浇灌单元：流速3L/min，浇灌口高度可自动高低前后调整，保障最佳浇灌地位

9.      自动化植物传送系统

·          传送植物大。焊叨茸畲1500mm，直径最大1000mm

·          同步传送造就植物数量：大型单株植物176株，每列22株，共8列；幼型植物3520株，176个样品托盘，每托盘20株；可凭据用户需要定造

·          造就盆：防UV聚丙烯资料，直径9英寸、6英寸大型造就盆或35×30cm幼型植物托盘

·          环形传送通路：具变速箱的三相异步马达，功率200-1000W，最大负载500kg，速度150mm/s，传送带资料为防UV高耐用PVC

·          移动节造系统：中央处置单元CJ2M-CPU33；数字输入/输出最大2560点；输入/输出单元最大40；温度传感器Pt1000，Pt100，PTC；PLC通讯百兆以太网；OMRON MECHATROLINK-II 最大16轴精确定位

·          二维码读取器：自动读取每个样品托盘上的二维编码；辨识距离2-20cm；通讯RS485；可读取1维、2维和QR码；建设LED光源便于弱光下辨识

·          环境监测传感器：温湿度传感器、PAR光合有效辐射传感器、LM500光谱传感器

·          由主节造系统别离自动调控每一个样品托盘的丈量功夫、丈量挨次、丈量参数、浇灌功夫和浇灌量，从丈量单元到造就室的样品运行整个过程可实现齐全自动节造，在无人值守情况下凭据预设法式自行完玉成数尝试丈量工作。

10.  FS-WI大型植物成长室

·          尺寸：11m×5.5m；可凭据用户需要定造

·          造就面积：60.5m²；可凭据用户需要定造

·          光源：冷白LED（6500K）+远红LED（735nm），其他光源如RGB三色光源板可定造，可0-100%调控，专用光源造寒气流通路，可编程仿照昼夜周期变动、日升日落等天然界中光环境变动以及其他各类肆意变动

·          最大均质光强：1000?mol(photons)/m?.s，可定造更高光强

·          控温领域：10℃-40℃（节造成效与光强和环境温杜仔关，室温最高为30℃），可定造更大控温领域，可编程仿照昼夜周期变动、日升日落等天然界中温度变动以及其他各类肆意变动

·          控湿领域：40-80%±7%（节造成效与光强有关），可编程仿照昼夜周期变动、日升日落等天然界中湿度变动以及其他各类肆意变动

·          透风骚速：1200L/hour，无风效应，层流式气体互换，专用透风尚流通路

·          内部资料：专用生物相容性资料

韩国大邱庆北科学技术院为PlantScreen表型成像系统建设的FS-WI大型植物成长室

11.  主节造大数据平台

·          组成：节造调度服务器、利用服务器、数据服务器、可编法式逻辑节造器及专用分析软件等

·          自动节造与分析职能：具备用户界说、可编纂自动丈量法式（protocols），凭据用户设定法式自动完玉成数尝试。数据了局自动存储并分析，分析的数据了局可自动以动态曲线的大局显示。

·          MySQL数据库治理系统，能够处置占有上千万笔纪录的大型数据库，支持多种存储引擎，有关数据自动存储于数据库中的分歧表中

·          植物编码注册职能：蕴含植物鉴别码、地点托盘的鉴别码等存储在数据库中，丈量时自动提取自动读取条形码或RFID标签

·          触摸屏操作界面，在线显示植物托盘数量、光线强度、分析丈量状态及了局等，轻松通过软件齐全节造所有的机械部件和成像工作站

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