PlantScreen高通量植物表型成像分析平臺（傳送帶式）由捷克PSI公司研制生產(chǎn)，整合了LED植物智能培養(yǎng)、自動化控制系統(tǒng)、葉綠素?zé)晒獬上駵y量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、自動條碼識別管理、RGB真彩3D成像、自動稱重與澆灌系統(tǒng)等多項*技術(shù)。PlantScreen高通量植物表型成像分析平臺（傳送帶式）主要適用于40cm-120cm高的水稻、小麥、玉米、棉花等大型植物的全面生理生態(tài)與形態(tài)結(jié)構(gòu)成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應(yīng)成像分析測量、植物生長分析測量、生態(tài)毒理學(xué)研究、性狀識別及植物生理生態(tài)分析研究等。作為一家研制生產(chǎn)植物葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的廠家，PSI公司在植物表型成像分析領(lǐng)域處于*的技術(shù)前列，大面積葉綠素?zé)晒獬上穹治龉δ転槠?技術(shù)，使PlantScreen成為植物表型分析與功能成像分析的較為*的儀器設(shè)備，測量各種表型參數(shù)達(dá)100多個。

 系統(tǒng)組成：

整套系統(tǒng)由自動化植物傳送系統(tǒng)、光適應(yīng)室、3D結(jié)構(gòu)RGB成像單元、FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駟卧⒖梢姽?近紅外高光譜成像單元、短波紅外高光譜成像單元、熱成像單元、自動澆灌與稱重單元以及由控制調(diào)度服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、可編程序邏輯控制器及應(yīng)用分析軟件組成的主控制大數(shù)據(jù)平臺等子系統(tǒng)組成。全部成像分析單元與傳送系統(tǒng)都放置于可準(zhǔn)確控制環(huán)境條件的FS-WI大型植物生長室內(nèi)，保證植物樣品生長條件的可控性和均一性。整套系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際需要定制，高度契合用戶的實際需求。

 技術(shù)指標(biāo)：

光適應(yīng)室

• 提供均一穩(wěn)定的環(huán)境條件，使植物在進入成像測量單元前調(diào)整到相同的生長狀態(tài)；同時為葉綠素?zé)晒獬上駵y量進行暗適應(yīng)或光適應(yīng)預(yù)處理
• 光源：冷白LED（6500K）+遠(yuǎn)紅LED（735nm），光強0-*可調(diào)，對植物*升溫效應(yīng)
• 尺寸：9120mm×1200×2800mm，可根據(jù)用戶需求定制
• 容量：13盆植物同時進行適應(yīng)（高1200mm，直徑600mm）
•  

光幕系統(tǒng)

• 測量參數(shù)：準(zhǔn)確測量植物高度，各成像單元根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整成像傳感器高度和位置
• 測量范圍：0 – 1250 mm
• 分辨率：2.5mm

3D結(jié)構(gòu)RGB成像單元

• 大測量植物體積：1010 mm×1010 mm×1250 mm（長×寬×高）
• 高度調(diào)整范圍：0 – 1250 mm
• 調(diào)整精度：±3mm
• 分辨率：2560×1920，可選配線性掃描傳感器4096 - 6144像素/線，17-26000線/秒
• 成像時間：<10s
• 數(shù)據(jù)傳輸：千兆以太網(wǎng)
• 3D成像應(yīng)用旋轉(zhuǎn)臺：0-360°自由旋轉(zhuǎn)，用于3D模型重建
• 應(yīng)用成像光源板：冷白光LED光源板，可自動調(diào)整不同光強以獲得較佳成像效果，側(cè)面光源板1010 mm×1250 mm，頂部光源板1010 mm×1010 mm
• 測量參數(shù)：葉面積、植物緊實度／緊密度、葉片周長、偏心率、葉圓度、葉寬指數(shù)、植物圓直徑、凸包面積、植物質(zhì)心、生長高度、植物大高度和寬度、相對生長速率、顏色劃分的植物適應(yīng)度評價、葉面積差異比較、綠度指數(shù)、顏色貢獻度分級（健康綠色、亮綠色、暗綠色、其他顏色）等表型參數(shù)，并可選配3D重建模型功能

FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駟卧?/strong>

• 成像面積：35×35cm或80×80cm
• 高度調(diào)整范圍：0 – 2005 mm
• 測量光源：橙色618nm LED
• 光化學(xué)光源：雙色光化學(xué)光，橙色618nm LED和冷白LED，可選配藍(lán)色（455nm）、品藍(lán)（470nm）、青色（505nm）、綠色（570nm）、橙色（605nm）等，大光強300-2500 µmol(photons)/m².s，可升級至5000 µmol(photons)/m².s
• 飽和光源：冷白光LED，大光強3000 µmol(photons)/m².s，可升級至10000 µmol(photons)/m².s
• 遠(yuǎn)紅光源：735nm LED
• 7位濾波輪（選配）：加裝不同波段濾波片，配合相應(yīng)的光源測量GFP等熒光蛋白
• 成像傳感器：高分辨率TOMI-2 CCD傳感器
• 逐行掃描CCD
• 圖像分辨率：1360×1024像素
• 時間分辨率：在圖像分辨率下可達(dá)每秒20幀
• A/D 轉(zhuǎn)換分辨率：16位（65536灰度色階）
• 像元尺寸：6.45µm×6.45µm
• 運行模式：1）動態(tài)視頻模式，用于葉綠素?zé)晒鈪?shù)測量；2）快照模式，用于GFP等熒光蛋白和熒光染料測量
• 通訊模式：千兆以太網(wǎng)
• 測量程序與測量參數(shù)：
• Fv/Fm：測量參數(shù)包括Fo，F(xiàn)m，F(xiàn)v，QY等
• Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)：Fo，F(xiàn)p，F(xiàn)v，F(xiàn)t_Lss，QY，Rfd等熒光參數(shù)
• 熒光淬滅分析：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多個參數(shù)
• 光響應(yīng)曲線LC：Fo，F(xiàn)m，QY，QY_Ln，ETR等熒光參數(shù)

可見光-近紅外高光譜成像單元

• 成像面積：頂部1010mm×傳送帶長度，側(cè)面1250mm×傳送帶長度
• 高度調(diào)整范圍：0 – 1250 mm
• 調(diào)整精度：±3mm
• 成像波長范圍：380-1000nm
• 成像傳感器：推掃式線性掃描傳感器，配備應(yīng)用掃描光源
• 像素色散：0.98nm
• 光譜帶：675
• 幀率：12-236
• 測量參數(shù)：每個波段的反射光譜成像圖及全光譜曲線，并可自動計算以下植被指數(shù)：歸一化指數(shù)NDVI、簡單比值指數(shù)SR、改進的葉綠素吸收反射指數(shù)MCARI、改進的葉綠素吸收反射指數(shù)1MCARI1、較優(yōu)化土壤調(diào)整植被指數(shù)OSAVI、綠度指數(shù)G、轉(zhuǎn)換類胡羅卜素指數(shù)TCARI、三角植被指數(shù)TVI、ZMI指數(shù)、簡單比值色素指數(shù)SRPI、歸一化脫鎂作用指數(shù)NPQI、光化學(xué)植被反射指數(shù)PRI、歸一化葉綠素指數(shù)NPCI、Carter指數(shù)、Lichtenthaler指數(shù)、SIPI指數(shù)、Gitelson－Merzlyak指數(shù)等

短波紅外高光譜成像單元

• 成像面積：頂部1010mm×傳送帶長度，側(cè)面1250mm×傳送帶長度，可與可見光-近紅外高光譜成像單元共用一個成像室
• 高度調(diào)整范圍：0 – 1250 mm
• 調(diào)整精度：±3mm
• 成像波長范圍：900-2500nm
• 成像傳感器：推掃式線性掃描傳感器，配備應(yīng)用掃描光源
• 像素色散：0.75nm
• 光譜帶：200
• 幀率：60-100
• 測量參數(shù)：每個波段的反射光譜成像圖及全光譜曲線，無損測量植物整體及不同部位水分含量變化

熱成像單元

• 高度調(diào)整范圍：0 – 1250 mm
• 調(diào)整精度：±3mm
• 成像傳感器：焦平面陣列微測熱輻射計，分辨率 640×480 像素，溫度范圍 -20 – 120℃，熱靈敏度<0.05℃@30℃/50mK，焦距范圍 40 – 50cm
• 應(yīng)用成像光源：冷白LED光源板，用于給測量植物提供穩(wěn)定熱環(huán)境，大光強 1000 µmol(photons)/m².s，0-*可調(diào)
• 測量參數(shù)：植物每一點的實際溫度，植物表面溫度分布圖

自動澆灌與稱重單元

• 測量參數(shù)：實際重量、澆水體積、終重量、每個培養(yǎng)盆的相對重量
• 操作指令：每個培養(yǎng)盆澆相同量的水（克數(shù)或者實際重量的百分比）；保持相對重量；自定義每個培養(yǎng)盆的澆灌量模擬不同干旱或者內(nèi)澇脅迫；可選配營養(yǎng)供給系統(tǒng)隨澆灌定量供給植物營養(yǎng)（如氮肥等），模擬不同養(yǎng)分缺失狀況；稱重前自動零校準(zhǔn)，還可通過已知重量（如砝碼）物品自動進行再校準(zhǔn)
• 大承載量：大型植物10000g，小型植物500g，安全負(fù)載200%
• 稱重精度：大型植物±2g，小型植物±0.2g
• 澆灌單元：流速3L/min，澆灌口高度可自動上下前后調(diào)整，保證較佳澆灌位置

自動化植物傳送系統(tǒng)

• 傳送植物大小：高度大1500mm，直徑大1000mm
• 同步傳送培養(yǎng)植物數(shù)量：大型單株植物176株，每列22株，共8列；小型植物3520株，176個樣品托盤，每托盤20株；可根據(jù)用戶需求定制
• 培養(yǎng)盆：防UV聚丙烯材料，直徑9英寸、6英寸大型培養(yǎng)盆或35×30cm小型植物托盤
• 環(huán)形傳送通道：具變速箱的三相異步馬達(dá)，功率200-1000W，大負(fù)載500kg，速度150mm/s，傳送帶材料為防UV高耐用PVC
• 移動控制系統(tǒng)：*處理單元CJ2M-CPU33；數(shù)字輸入/輸出大2560點；輸入/輸出單元大40；溫度傳感器Pt1000，Pt100，PTC；PLC通訊百兆以太網(wǎng)；OMRON MECHATROLINK-II 大16軸準(zhǔn)確定位
• 二維碼讀取器：自動讀取每個樣品托盤上的二維編碼；辨識距離2-20cm；通訊RS485；可讀取1維、2維和QR碼；配備LED光源便于弱光下辨識
• 環(huán)境監(jiān)測傳感器：溫濕度傳感器、PAR光合有效輻射傳感器、LM500光譜傳感器
• 由主控制系統(tǒng)分別自動調(diào)控每一個樣品托盤的測量時間、測量順序、測量參數(shù)、澆灌時間和澆灌量，從測量單元到培養(yǎng)室的樣品運轉(zhuǎn)整個過程可實現(xiàn)*自動控制，在無人值守情況下根據(jù)預(yù)設(shè)程序自行完成全部實驗測量工作。

FS-WI大型植物生長室

• 尺寸：11m×5.5m；可根據(jù)用戶需求定制
• 培養(yǎng)面積：60.5m²；可根據(jù)用戶需求定制
• 光源：冷白LED（6500K）+遠(yuǎn)紅LED（735nm），其他光源如RGB三色光源板可定制，可0-*調(diào)控，應(yīng)用光源制冷氣流通道，可編程模擬晝夜周期變化、日升日落等自然界中光環(huán)境變化以及其他各種任意變化
• 大均質(zhì)光強：1000µmol(photons)/m².s，可定制更高光強
• 控溫范圍：10℃-40℃（控制效果與光強和環(huán)境溫度有關(guān)，室溫較高為30℃），可定制更大控溫范圍，可編程模擬晝夜周期變化、日升日落等自然界中溫度變化以及其他各種任意變化
• 控濕范圍：40-80%±7%（控制效果與光強有關(guān)），可編程模擬晝夜周期變化、日升日落等自然界中濕度變化以及其他各種任意變化
• 通風(fēng)流速：1200L/hour，無風(fēng)效應(yīng)，層流式氣體交換，應(yīng)用通風(fēng)氣流通道
• 內(nèi)部材料：應(yīng)用生物相容性材料

主控制大數(shù)據(jù)平臺

• 組成：控制調(diào)度服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、可編程序邏輯控制器及應(yīng)用分析軟件等
• 自動控制與分析功能：具備用戶定義、可編輯自動測量程序（protocols），根據(jù)用戶設(shè)定程序自動完成全部實驗。數(shù)據(jù)結(jié)果自動存儲并分析，分析的數(shù)據(jù)結(jié)果可自動以動態(tài)曲線的形式顯示。
• MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以處理擁有上千萬條記錄的大型數(shù)據(jù)庫，支持多種存儲引擎，相關(guān)數(shù)據(jù)自動存儲于數(shù)據(jù)庫中的不同表中
• 植物編碼注冊功能：包括植物識別碼、所在托盤的識別碼等存儲在數(shù)據(jù)庫中，測量時自動提取自動讀取條形碼或RFID標(biāo)簽
• 觸摸屏操作界面，在線顯示植物托盤數(shù)量、光線強度、分析測量狀態(tài)及結(jié)果等，輕松通過軟件*控制所有的機械部件和成像工作站
• 可用默認(rèn)程序進行所有測量，也可通過開發(fā)工具創(chuàng)建自定義的工作過程，或者手動操作LED光源開啟或關(guān)閉、RGB成像、葉綠素?zé)晒獬上?、稱重及澆灌等
• 允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問，進行數(shù)據(jù)處理、下載及更改實驗設(shè)計
• 具備用戶權(quán)限分級功能，防止其他人員誤操作影響實驗
• 廠家遠(yuǎn)程故障診斷，軟件*升級

 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

CE認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

CSN EN 60529 防護等級標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 01 65 導(dǎo)體側(cè)識別標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-3 基礎(chǔ)特性標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-4-41ed.2 電擊保護標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-4-43 電源過載保護標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-5-51ed.2 通用規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-5-523 容許電流標(biāo)準(zhǔn)

CSN 33 2000-5-54ed.2 接地與保護導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)

CSN EN 55011 工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)學(xué)設(shè)備測量電磁干擾的范圍與方法

2006/42/EG 機械指令標(biāo)準(zhǔn)

73/23/EEG 低電壓指令標(biāo)準(zhǔn)

2004/108/EG 電磁相容性指令標(biāo)準(zhǔn)

 部分已裝備單位：

1. *植物研究所
2. 西北農(nóng)林科技大學(xué)
3. 以色列特拉維夫大學(xué)
4. 泰國農(nóng)業(yè)大學(xué)
5. 斯洛伐克農(nóng)業(yè)大學(xué)
6. 芬蘭赫爾辛基大學(xué)
7. 韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)院
8. 英國阿伯里斯特威斯大學(xué)
9. 英國埃塞克斯大學(xué)
10. 英國謝菲爾德大學(xué)
11. 美國華盛頓州立大學(xué)
12. 捷克帕拉茨基大學(xué)
13. 捷克馬薩里克大學(xué)
14. 水稻研究所 
15. 澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織植物表型組學(xué)中心
16. 澳大利亞國立大學(xué)
17. 德國植物遺傳與栽培作物研究所
18. 孟山都公司 
19. 杜邦先鋒良種公司 
20. 巴斯夫公司
21. 美國合成基因公司