PlantScreenSistema di analisi dell'immagine fenotipica vegetale

PlantScreenIl sistema di imaging fenotipico di grandi dimensioni è stato sviluppato e prodotto dalla società ceca PSI.Integra la coltivazione intelligente delle piante a LED, il sistema di controllo automatizzato, l'analisi della misurazione dell'immagine fluorescente della clorofila, l'analisi dell'immagine termica delle piante, l'analisi dell'immagine a infrarossi vicini delle piante, l'analisi dello spettro elevato delle piante, la gestione automatica del riconoscimento dei codici a barre, l'immagine 3D a colori RGB, il sistema automatico di pesatura e irrigazione e molte altre tecnologie avanzate. Applicabile principalmente per riso, grano, mais, cotone, ecc. di grandi dimensioni di 40cm-120cm di altezzaAnalisi complete dell'immagine fisioecologica e morfologica delle piante per misurazioni di analisi dell'immagine fenotipica delle piante ad alto flusso, misurazioni dell'analisi dell'immagine della risposta alla forza delle piante, misurazioni dell'analisi della crescita delle piante, studi di ecotossicologia, riconoscimento delle caratteristiche e studi di analisi fisioecologica delle piante, ecc. Come primo produttore al mondo per sviluppare e produrre sistemi di imaging a fluorescenza di clorofile vegetale, PSI è all'avanguardia tecnologica mondiale nel campo dell'analisi dell'immagine fenotipica di piante, la funzione di analisi dell'immagine a fluorescenza di clorofile ad ampia area è la sua tecnologia unica che consentePlantScreenDiventa lo strumento più avanzato per l'analisi fenotipica delle piante e l'analisi dell'immagine funzionale, misurando oltre 100 parametri fenotipici diversi.

Composizione del sistema:

L'intero sistema è costituito da un sistema di trasporto automatico delle piante, una camera di adattamento della luce, un'unità di immagine RGB strutturale 3D, FluorCamComposto da unità di imaging fluorescente a clorofila, unità di imaging ad alto spettro a luce visibile-infrarossi vicini, unità di imaging ad alto spettro a infrarossi a onde corte, unità di imaging termica, unità di irrigazione e pesatura automatiche e sottosistemi di piattaforma di big data di controllo principale composti da server di pianificazione di controllo, server di applicazioni, server dati, controllori logici programmabili e software di analisi dedicato. Tutte le unità di analisi dell'immagine e i sistemi di trasporto sono collocati in una grande camera di crescita delle piante FS-WI che controlla con precisione le condizioni ambientali, garantendo la controllabilità e l'uniformità delle condizioni di crescita dei campioni di piante. L'intero sistema può essere personalizzato in base alle esigenze reali dell'utente, altamente adatto alle esigenze reali dell'utente.

Indicatori tecnici:

Camera di adattamento della luce

· fornire condizioni ambientali uniformi e stabili che consentano alle piante di adattarsi allo stesso stato di crescita prima di entrare nell'unità di misura dell'immagine; Simultaneamente adattamento oscuro o pre-trattamento adattamento alla luce per misurazioni di fluorescenza clorofilica

· Fonte di luce: LED bianco freddo (6500K) + LED rosso lontano (735nm), intensità luminosa regolabile 0-100%, senza effetto di riscaldamento radiazionale sulle piante

· Dimensioni: 9120mm x 1200 x 2800mm, può essere personalizzato secondo le esigenze dell'utente

· Capacità: 13 piante in vasca per adattarsi contemporaneamente (altezza 1200 mm, diametro 600 mm)

2. Sistema di schermo luminoso

· Parametri di misurazione: misura con precisione l'altezza della pianta e le singole unità di imaging regolano l'altezza e la posizione del sensore di imaging in base ai risultati della misurazione

· Intervalo di misurazione: 0 – 1250 mm

· Risoluzione: 2.5mm

3.3DUnità di immagine RGB strutturale

· Massimo volume della pianta misurata: 1010 mm x 1010 mm x 1250 mm (lunghezza x larghezza x altezza)

· Regolazione in altezza: 0 – 1250 mm

· Precisione di regolazione: ± 3mm

· Risoluzione: 2560 x 1920, sensore di scansione lineare opzionale 4096 - 6144 pixel/linea, 17-26.000 linee/s

· Tempo di immagine: < 10s

· Trasferimento dati: Gigabit Ethernet

· 3DTavola rotativa dedicata all'imaging: rotazione libera da 0 a 360° per la ricostruzione di modelli 3D

· Scheda di luce dedicata all'immagine: scheda di luce a LED a luce bianca fredda che regola automaticamente le diverse intensità della luce per ottenere il miglior effetto di immagine, scheda di luce laterale 1010 mm x 1250 mm, scheda di luce superiore 1010 mm x 1010 mm

· Parametri di misura: superficie delle foglie, densità/strettezza della pianta, circonferenza delle foglie, eccentricità, arrotondamento delle foglie, indice di larghezza delle foglie, diametro del cerchio della pianta, area di copertura convessa, qualità della pianta, altezza di crescita, altezza e larghezza massime della pianta, tasso di crescita relativo, valutazione dell'adattabilità delle piante per la divisione del colore, confronto delle differenze di superficie delle foglie, indice di verdura, classificazione del contributo del colore (verde sano, verde chiaro, verde scuro, altri colori) e parametri fenotipici opzionali

4. FluorCamUnità di imaging fluorescente clorofilica

· Dimensione immagine: 35 x 35 cm o 80 x 80 cm

· Regolazione in altezza: 0 – 2005 mm

· Fonte luminosa di misurazione: 618nmLED arancione

· Fonte di luce fotochimica: luce fotochimica bicolore, LED arancione 618nm e LED bianco freddo, opzionale blu (455nm), blu di colore (470nm), blu azzurro (505nm), verde (570nm), arancione (605nm), ecc., intensità massima 300-2500µmol(photons)/m².sPuò essere aggiornato a 5000µmol(photons)/m².s

· Fonte di luce satura: LED bianco freddo, intensità luminosa massima 3000µmol(photons)/m².sPuò essere aggiornato a 10.000µmol(photons)/m².s

· Fonte di luce rossa: 735nmLED

· 7Ruota di posizionamento (opzionale): aggiungere filtri a banda diversa per misurare le proteine fluorescenti come GFP in combinazione con la fonte luminosa corrispondente

· Sensore di imaging: sensore CCD TOMI-2 ad alta risoluzione

a) Scansione lineare CCD

b) Risoluzione massima dell'immagine: 1360 x 1024 pixel

c) Risoluzione temporale: fino a 20 fotogrammi al secondo alla massima risoluzione dell'immagine

d) Risoluzione di conversione A/D: 16 bit (65.536 gradi di grigio)

e) Dimensioni dell'immagine: 6,45 μm x 6,45 μm

f) Modalità di funzionamento: 1) modalità video dinamica per la misurazione dei parametri di fluorescenza della clorofila; 2) Modalità istantanea per la misurazione di proteine fluorescenti e coloranti fluorescenti come GFP

g) Modalità di comunicazione: Gigabit Ethernet

· Procedura di misurazione e parametri di misurazione:

a) Fv/FmI parametri di misura includono Fo, Fm, Fv, QY, ecc.

b) KautskyEffetti di induzione: Fo, Fp, Fv, Ft_Lss, QY, Rfd e altri parametri di fluorescenza

c) Analisi di estinzione fluorescente: 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 Più di 50 parametri

d) Curva di risposta luminosa LC: Fo, Fm, QY, QY_Ln, ETR e altri parametri di fluorescenza

Unità di imaging ad alto spettro a luce visibile - infrarossi vicini

· Area di immagine: superiore 1010mm × lunghezza del nastro trasportatore, laterale 1250mm × lunghezza del nastro trasportatore

· Regolazione in altezza: 0 – 1250 mm

· Precisione di regolazione: ± 3mm

· Lunghezza d'onda di imaging: 380-1000nm

· Sensore di imaging: sensore di scansione lineare a spinta con sorgente di luce dedicata alla scansione

· Diffusione pixel: 0,98 nm

· Banda spettrale: 675

· Frequenza di fotogrammi: 12-236

· Parametri di misura: immagini spettrali di riflessione e curve spettrali complete per ogni banda e calcolo automatico dei seguenti indici di vegetazione: indice di normalizzazione NDVI, indice di rapporto semplice SR, indice di riflessione di assorbimento della clorofila migliorato MCARI, indice di riflessione di assorbimento della clorofila migliorato 1MCARI1, indice di vegetazione ottimizzato per la regolazione del suolo OSAVI, indice di verdura G, indice di carobini di conversione TCARI, indice di vegetazione triangolare TVI, indice ZMI, indice di pigmento di rapporto semplice SRPI, indice di normalizzazione della demagnesia NPQI, indice di riflessione della vegetazione fotochimica PRI, indice di clorofila normalizzata NPCI, indice Carter, indice Lichtenthaler, indice SIPI, indice Gitelson-Merzlyak, ecc.

6. Unità di imaging ad alto spettro a infrarossi a onde corte

· Area di imaging: 1010mm x lunghezza del nastro trasportatore superiore, 1250mm x lunghezza del nastro trasportatore laterale, condividendo una camera di imaging con l'unità di imaging ad alto spettro a luce visibile e infrarossi vicini

· Regolazione in altezza: 0 – 1250 mm

· Precisione di regolazione: ± 3mm

· Lunghezza d'onda di imaging: 900-2500nm

· Sensore di imaging: sensore di scansione lineare a spinta con sorgente di luce dedicata alla scansione

· Diffusione pixel: 0,75 nm

· Banda spettrale: 200

· Frequenza di fotogrammi: 60-100

· Parametri di misura: imaging spettrale di riflessione e curva spettrale completa per ogni banda, misura senza danni la variazione del contenuto idrico della pianta nel suo complesso e in diverse parti

7. CaldoUnità di imaging

· Regolazione in altezza: 0 – 1250 mm

· Precisione di regolazione: ± 3mm

· Sensore di imaging: microradiometro a piano focale, risoluzione 640 x 480 pixel, intervallo di temperatura -20 – 120 °C, sensibilità termica < 0,05 °C a 30 °C/50 mK, intervallo focale 40 – 50 cm

· Fonte di luce dedicata all'immagine: scheda LED bianca fredda per fornire un ambiente termico stabile all'impianto di misura, intensità luminosa massima 1000 µmol (fotoni) / m².s, 0-100% regolabile

· Parametri di misura: temperatura effettiva per ogni punto della pianta, distribuzione della temperatura della superficie della pianta

8. Unità di irrigazione e pesatura automatica

· Parametri di misura: peso effettivo, volume di irrigazione, peso finale, peso relativo di ogni vaso

· Istruzioni di funzionamento: versare la stessa quantità di acqua (grammi assoluti o percentuale del peso effettivo) in ogni vaso; mantenere il peso relativo; Personalizzare la quantità di irrigazione per ogni vaso per simulare le diverse forze di siccità o inondazioni; Il sistema di alimentazione di nutrienti opzionale fornisce quantitativi di nutrienti vegetali (come fertilizzanti azotati, ecc.) con l'irrigazione per simulare diverse condizioni di mancanza di nutrienti; Zero calibrazione automatica prima della pesatura e ricalibrazione automatica con oggetti di peso noto, ad esempio pesi

· Carico massimo: piante grandi 10000 g, piante piccole 500g, carico sicuro 200%

· Precisione del peso: piante di grandi dimensioni ± 2 g, piante di piccole dimensioni ± 0,2 g

· Unità di irrigazione: velocità di flusso 3L / min, l'altezza della porta di irrigazione può essere regolata automaticamente avanti e indietro per garantire la posizione di irrigazione migliore

9. Sistema di trasporto automatico delle piante

· Dimensioni della pianta di trasporto: altezza massima 1500 mm, diametro massimo 1000 mm

· Numero di piante coltivate in trasporto sincronico: 176 piante singole di grandi dimensioni, 22 piante per colonna, per un totale di 8 colonne; 3520 piante di piccole dimensioni, 176 vassoi di campioni, 20 piante per vassoio; Può essere personalizzato secondo le esigenze dell'utente

· Vaso: materiale in polipropilene resistente ai raggi UV, vaso grande da 9 pollici di diametro, vaso grande da 6 pollici o vassoio piccolo da piante da 35 x 30 cm

· Canale di trasporto circolare: motore asincrono trifase con cambio, potenza 200-1000W, carico massimo 500kg, velocità 150mm / s, materiale della cintura trasportatrice in PVC resistente agli UV

· Sistema di controllo mobile: unità di elaborazione centrale CJ2M-CPU33; Entrate / uscite digitali massimo 2560 punti; Unità di ingresso / uscita massimo 40; sensore di temperatura Pt1000, Pt100，PTC； comunicazione PLC 100 megabyte Ethernet; OMRON MECHATROLINK-II Posizionamento preciso fino a 16 assi

· Lettore di codice 2D: legge automaticamente la codifica 2D su ogni vassoio di campione; Distanza di riconoscimento 2-20cm; Comunicazione RS485; Possibilità di leggere codici QR, 1D e 2D; Fonte di luce a LED per il riconoscimento in condizioni di luce debole

· Sensore di monitoraggio ambientale: sensore di temperatura e umidità, sensore di radiazione fotosintetica PAR, sensore spettrale LM500

· Il sistema di controllo principale regola automaticamente il tempo di misura, l'ordine di misura, i parametri di misura, il tempo di irrigazione e la quantità di irrigazione di ciascun vassoio di campione. L'intero processo di funzionamento del campione dall'unità di misura alla camera di coltura può essere controllato completamente automaticamente, senza supervisione secondo la procedura predefinita per completare tutti i lavori di misurazione sperimentale.

10. FS-WIGrande camera di crescita delle piante

· Dimensioni: 11m x 5.5m; Può essere personalizzato secondo le esigenze dell'utente

· Area di coltivazione: 60,5 m²Può essere personalizzato secondo le esigenze dell'utente

· Fonte di luce: LED bianco freddo (6500K) + LED rosso lontano (735nm), altre fonti di luce come la scheda di luce tricolore RGB può essere personalizzata, può essere regolata 0-100%, canale di flusso di aria di raffreddamento della fonte di luce dedicata,Simulazione programmabileCambiamenti nei cicli diurni e notturni, variazioni nell'ambiente luminoso naturale come l'alba e il tramonto e varie altre variazioni arbitrarie

· Intensità luminosa massima omogenea: 1000 µmol (fotoni) / m².s

· Gamma di temperatura di controllo: 10 ℃-40 ℃ (l'effetto di controllo è legato alla intensità della luce e alla temperatura ambiente, la temperatura ambiente è massima di 30 ℃), può essere personalizzata più ampia gamma di temperatura di controllo,Simulazione programmabileCambiamenti nei cicli diurni e notturni, variazioni di temperatura nel mondo naturale come l'alba e il tramonto e vari altri cambiamenti arbitrari

· Gamma di controllo dell'umidità: 40-80% ± 7% (l'effetto di controllo è legato all'intensità della luce),Simulazione programmabileCambiamenti nei cicli diurni e notturni, cambiamenti nell'umidità naturale come l'alba e il tramonto e vari altri cambiamenti arbitrari

· Velocità di ventilazione: 1200L / ora, effetto senza vento, scambio di gas a flusso stratificato, canale di ventilazione dedicato

· Materiali interni: speciali materiali biocompatibili

Istituto di Scienza e Tecnologia di Daegu-qing, Corea del SudPlantScreenGrande camera per la crescita delle piante FS-WI con sistema di imaging fenotipico

11. Piattaforma di big data di controllo principale

· Composizione: server di pianificazione di controllo, server applicazioni, server dati, controller logici programmabili e software di analisi dedicato, ecc.

· Controllo e analisi automatici: protocolli di misurazione automatici modificabili e definiti dall'utente per completare automaticamente tutti gli esperimenti in base alle impostazioni dell'utente. I risultati vengono archiviati e analizzati automaticamente e vengono visualizzati come curve dinamiche.

· MySQLSistema di gestione del database in grado di gestire grandi database con decine di milioni di record, supporta più motori di archiviazione e i dati correlati vengono archiviati automaticamente in diverse tabelle nel database

· Funzione di registrazione del codice della pianta: incluso il codice di identificazione della pianta, il codice di identificazione del vassoio, ecc. memorizzato nel database, estrazione automatica del codice a barre di lettura automatica o etichetta RFID durante la misurazione

· L'interfaccia touch screen consente di visualizzare online il numero di vassoi per piante, l'intensità della luce, l'analisi dello stato e dei risultati delle misurazioni, ecc., consente di controllare facilmente tutti i componenti meccanici e le stazioni di lavoro di imaging

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