— 生態(tài) · 農(nóng)業(yè) · 健康 —
時間：2022-01-04
作者：易科泰
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簡介：
PhenoPlot?懸浮雙軌式表型成像分析系統(tǒng),，由懸浮雙軌式表型掃描成像臺架、表型光譜成像傳感器及分析軟件構(gòu)成,。本系統(tǒng)采用STP（sensor-to-plant）技術(shù)及“雙軌式”Y軸設(shè)計方案,，X軸橫跨“雙軌式”Y軸并可沿Y軸平穩(wěn)滑行,，帶動表型光譜成像傳感器掃描成像,，高度可通過Z軸升降精準調(diào)控,，從而實現(xiàn)XYZ三軸全方位無死角掃描成像,?？捎糜诖筇镌唬╥n-situ）作物/植物表型成像分析、盆栽植物或蒸滲儀系統(tǒng)植物/作物表型成像分析及植物-土壤光譜成像分析等,。
主要功能特點
1) 懸浮軌道設(shè)計,，安裝成本低，占地空間小,，有效避免“龍門吊”（需鋪設(shè)地面軌道）由于笨重和地面軌道鋪設(shè)工程造成的農(nóng)田污染,、破壞和耕地占用
2) 可對大田Plot 樣地作物/植物，或?qū)赟oiltron蒸滲儀專利技術(shù)的iPOT培養(yǎng)盆,、大型Plot樣方進行原位表型成像測量分析,、生理生態(tài)研究、脅迫與抗性評估,、種質(zhì)資源研究檢測,、N含量評估等
3) 配備400-1000nm高光譜成像,、900-1700nm高光譜成像、紅外熱成像等光譜成像傳感器
4) 配備表型監(jiān)測系統(tǒng),，包括NDVI/PRI監(jiān)測,、冠層溫度監(jiān)測、空氣溫濕度及PAR監(jiān)測
5) XYZ三軸全自動掃描成像分析,，確保大田樣方無死角覆蓋
6) 系統(tǒng)集成表型大數(shù)據(jù)管理服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫,，可遠程采集、傳輸,、管理光譜成像表型大數(shù)據(jù),，與用戶現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)對接
7) 觸摸屏控制，嵌入式操作系統(tǒng),，全中文地面站軟件,，可無線操控平臺運行
8) 采用星型組網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，兼容5G通訊技術(shù),，可實現(xiàn)異地遠程控制等功能
9) 內(nèi)置溫濕度,、光照度、GPS,、時鐘（時鐘可根據(jù)GPS信息自動校準）
10) 支持組合命令（Protocols）,，可實現(xiàn)自動運行protocols
11) 可選配全波段光源，適用于溫室內(nèi)模擬太陽光對作物/植物進行表型光譜成像監(jiān)測
主要技術(shù)指標
1) 懸浮軌道跨度（X軸）：5m（可客戶定制其它規(guī)格）,，長度（Y軸）20m（可客戶定制其它長度）,，高度2m
2) 平臺移動參數(shù)：速度1-40mm/s可調(diào)，精度優(yōu)于1cm
3) 組合命令：可設(shè)置10條命令protocols,，可實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行
4) 控制系統(tǒng)：嵌入式操作系統(tǒng),，PC端全中文操作軟件，可無線操控平臺運行
5) 觸控屏：10英寸觸摸顯示屏,，集移動掃描,、同步升降、光源開關(guān),、快門觸發(fā)及溫濕度,、光照度等顯示于一體
6) 內(nèi)置傳感器：溫濕度、光照度,、GPS,、時鐘（時鐘可根據(jù)GPS信息自動校準）實時顯示并記錄存儲，可上傳服務(wù)器數(shù)據(jù)庫,，用于事后分析及追溯管理
7) 通信及遙控：CAN總線通訊,，兼容5G技術(shù)，可實現(xiàn)異地遠程操控系統(tǒng)運行
8) 傳感器網(wǎng)絡(luò)：采用星型組網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)內(nèi)置傳感器,、GPS,、光源和自動澆灌（選配）等模塊與主控系統(tǒng)無線互聯(lián)，可自由擴展其他傳感器
9) 400-1000nm高光譜成像分析單元
a) 光譜波段：400-1000nm,，通道數(shù)224,，MROI功能（可自由選擇波段）
b) 光譜分辨率FWHM：5.5nm
c) 空間像素：1024像素
d) 信噪比及幀頻：600:1、330FPS（滿幀）
e) 測量參數(shù)：可成像測量分析作物生化,、生理指標,、光利用效率、健康指數(shù),、覆蓋度,、脅迫等多種參數(shù)，如：歸一化植被指數(shù)NDVI,、NDVI705,、mNDVI705、GNDVI,，光化學指數(shù)PRI,，脫鎂作用指數(shù)NPQI，葉綠素相關(guān)指數(shù)MCARI,、TCARI,、NPCI、GCI,、LCI,，花青素指數(shù)ARI1、ARI2,，類胡蘿卜素指數(shù)CRI1,、CRI2，鹽脅迫指數(shù)LSI,，水波段指數(shù)WBI,，增強植被指數(shù)EVI，紅邊指數(shù)VOG1,、VOG2,、VOG3,、REPI,，Carter指數(shù)CI，Lichtenhaler指數(shù)LI,，優(yōu)化土壤調(diào)整指數(shù)OSAVI,、GSAVI、GOSAVI，綠度指數(shù)GI,、SGI,，綠葉指數(shù)GLI，比值指數(shù)SR,、mSR705,、SRPI、RGRI,、GRVI,、IPVI，差值指數(shù)DVI,、GDVI,，大氣阻抗指數(shù)ARVI、GARI,，三角植被指數(shù)TVI,，Zarco-Miller指數(shù)ZMI。
大田水稻原位生長監(jiān)測
10) 900-1700nm高光譜成像分析單元
a) 光譜波段：900-1700nm,，通道數(shù)224,，MROI功能（可自由選擇波段）
b) 光譜分辨率FWHM：8nm
c) 空間像素：1024像素
d) 信噪比：1000:1
e) 幀率： 670FPS（滿幀）
f) 測量參數(shù)：可成像分析評估作物N素含量、水分含量指標與水分脅迫等,，如歸一化氮指數(shù)NDNI,、歸一化木質(zhì)素指數(shù)NDLI，葉面積檢測指數(shù)LAIDI,，水分脅迫指數(shù)MSI,，歸一化水指數(shù)NDWI等
11) 科研級紅外熱成像
a) 分辨率 640x512 像素
b) 溫度范圍-25～150℃，溫度分辨率 0.03℃
c) 具視頻模式和快照模式
d) NUC功能以獲得高質(zhì)量高穩(wěn)定性熱成像圖,，插值功能可形成平滑熱成像圖
e) 
具備熱成像自動分級分級功能
f) 14種調(diào)色板,，可隨意選配不同假彩成像
g) 多點溫度及黑體校準并具校準證書
h) 專業(yè)溫度分析軟件，可形成溫度分布曲線,、IOR點線區(qū)域溫度分析,、頻率直方圖、3D溫度分布圖等
12) 葉綠素熒光成像：
a) FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù),，通過XYZ三維自動掃描定位,，可原位（in-situ）監(jiān)測作物葉綠素熒光，分析其光合生理,、光合效率（有效光量子產(chǎn)量等）,、脅迫及抗性等
b) 可在線成像分析葉綠素熒光參數(shù)、無人值守自動運行葉綠素熒光成像分析
c) 精準定位FC葉綠素熒光成像分析,，單次葉綠素熒光成像分析面積35x45mm
d) 3色4組LED激發(fā)光源：620nm脈沖調(diào)制測量光,，620nm紅色,、5700K白色雙色光化學光源，735nm遠紅光用于測量Fo’等
e) 光化學光最大1000μmol.m-2. s-1可調(diào),，飽和脈沖3900μmol.m-2. s-1
f) 可自動運行Fv/Fm,、Kautsky誘導效應(yīng)、熒光淬滅分析,、光響應(yīng)曲線等protocols
g) 50多個葉綠素熒光自動測量分析參數(shù),，包括：Fv/Fm、Fv’/Fm’,、Y(II),、NPQ、qN,、qP,、Rfd、ETR等,，自動形成葉綠素熒光參數(shù)圖
h) 自動同步顯示葉綠素熒光參數(shù)及參數(shù)圖,、葉綠素熒光動態(tài)曲線、葉綠素熒光參數(shù)頻率直方圖
i) 可對植物葉片,、果實等不同組織進行葉綠素熒光成像分析
j) 專業(yè)高靈敏度葉綠素熒光成像CCD,，幀頻50fps，分辨率720x560像素,，像素大小8.6x8.3μm
13) 表型監(jiān)測系統(tǒng)（選配）：包括NDVI/PRI監(jiān)測,、冠層溫度監(jiān)測、空氣溫濕度及PAR監(jiān)測
14) 可選配植物生理生態(tài)監(jiān)測（客戶定制）：包括葉面溫度,、葉面濕度,、莖流、莖桿生長,、果實生長,、葉片葉綠素熒光監(jiān)測及光合作用監(jiān)測等
應(yīng)用領(lǐng)域
? 大田作物原位生長監(jiān)測、產(chǎn)量評估
? 植物表型與形態(tài)學研究
? 作物干旱脅迫監(jiān)測及灌溉管理
? 病蟲害監(jiān)測與防治
? 作物育種及抗性篩選
? 生物多樣性及種質(zhì)資源調(diào)查
RGB NIR NDVI
大田玉米高通量表型監(jiān)測
西安研發(fā)中心
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