逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺是一套高通量、以多維度傳感器和人工智能算法為基礎(chǔ)的高精度環(huán)境監(jiān)測與表型鑒定系統(tǒng)，旨在完成植物全生長周期中不同環(huán)境下的關(guān)鍵表型因子測量，并支持逆境環(huán)境模擬與數(shù)據(jù)深度挖掘。以下是對該平臺的詳細介紹：

一、逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺構(gòu)成

智能化栽培單元：

環(huán)境因子監(jiān)測：利用土壤類、氣象類傳感器，連續(xù)監(jiān)控土壤水分、土壤溫度、土壤鹽分、土壤pH、土壤氧氣、空氣溫濕度、二氧化碳濃度等關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)。

智能化灌溉：支持自定義設(shè)置周期性水肥計劃，實現(xiàn)對灌溉、施肥的定時、定量控制?？蓪嵤┧?、養(yǎng)分、鹽分等因子的定向投放，模擬干旱、高鹽堿等逆境環(huán)境。

流水線自動化傳送單元：

自動化傳送：利用自動化控制系統(tǒng)，自動將植株從智能化栽培區(qū)域傳送至成像暗室，實現(xiàn)高效、無損的植株移動。

自動定位與識別：利用RFID射頻標簽對每一盆植株進行身份信息識別，植株移動到目標位置時自動進行關(guān)聯(lián)，并自動記錄對應(yīng)設(shè)備的采集數(shù)據(jù)。

選配稱重模塊：在樣品傳送過程中，高精度傳感器實現(xiàn)對植株重量的測定，為生物量分析提供數(shù)據(jù)支持。

多維傳感融合圖像成像單元：

可見光二維成像單元：獲取植株側(cè)視可見光圖像，利用人工智能算法分析獲取株高、葉頂點數(shù)、投影面積等形態(tài)參數(shù)，以及黃色投影面積、綠色投影面積等顏色參數(shù)，用于植株株型與健康狀態(tài)相關(guān)表型分析。

可見光三維成像單元：基于算法重構(gòu)高精度植物模型，獲取植物冠層覆蓋率、冠幅、生物量等參數(shù)，用于生物量變化與長勢分析。

高光譜成像單元：基于植物光譜反射信息，計算植物各部分光譜特征曲線，獲取光譜指數(shù)如NDVI、GVI等常用植被指數(shù)，以及葉綠素含量、冠層氮含量等生物學參數(shù)，用于解析植物組分含量變化、營養(yǎng)狀況以及病害發(fā)生情況。

邊緣計算與解析單元：內(nèi)置作物解析模型算法，根據(jù)成像模塊直接自動解析多項植株株型、顏色、紋理等參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速處理與分析。

數(shù)據(jù)管理單元：支持在本地搭建局域網(wǎng)絡(luò)/公網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集端PC端到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的自動化上傳、自動化數(shù)據(jù)存儲管理、自動化高效解析，保障數(shù)據(jù)安全與無限擴容儲存。

二、逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺功能

多場景應(yīng)用：適用于溫室控制條件下的植株長勢、逆境響應(yīng)、病害等級分析等多種場景，為植物科學研究提供全面支持。

樣品稱重及生物量計算：可選配稱重模塊，實現(xiàn)樣品傳送過程中的高精度重量測定，為生物量分析提供準確數(shù)據(jù)。

自動化參數(shù)解析：全角度多機位圖像自動采集，無需手動標定，自動根據(jù)植物構(gòu)建高精度三維模型，實現(xiàn)參數(shù)的自動化解析。

數(shù)據(jù)傳輸與存儲管理：支持數(shù)據(jù)的安全傳輸和無限擴容儲存，保障用戶需求的同時確保數(shù)據(jù)安全。

三、逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺特點與優(yōu)勢

高度集成：系統(tǒng)可集成可見光二維、三維與高光譜成像單元，實現(xiàn)多維度數(shù)據(jù)采集與分析。

自動傳送系統(tǒng)：采用全自動傳送裝置，配備智能化圖像采集模塊，系統(tǒng)運行全程自動化，提高工作效率。

樣品數(shù)據(jù)聯(lián)動管理：支持通過掃描樣品二維碼實現(xiàn)實驗樣品與表型分析相關(guān)聯(lián)，便于樣品數(shù)據(jù)管理。

軟件一體化設(shè)計：界面簡潔友好，一鍵執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、重構(gòu)、解析全流程操作，提升分析速度、節(jié)約分析時間。

全彩觸控交互界面：用戶能夠直觀、高效地控制設(shè)備，調(diào)節(jié)燈光亮度、轉(zhuǎn)臺位置等，并能實時查看采集進程。

可移動設(shè)計：集成化箱體設(shè)計，支持室內(nèi)任意位置擺放及移動，方便科研人員在不同環(huán)境下進行實驗。

四、逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺應(yīng)用領(lǐng)域

逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺適用于遺傳育種、分子生物學、植物生理學、植物病理學、生態(tài)學、環(huán)境科學、植物保護等研究領(lǐng)域，為植物科學研究提供有力支持。