植物根系多光譜監(jiān)測系統(tǒng)-RootFlur180

一、功能

植物根系多光譜監(jiān)測系統(tǒng)具有原位掃描加雙目攝像拍攝的功能，通過拍照加掃描的方式獲取根系圖像。同時(shí)，該系統(tǒng)具有4種熒光蛋白激發(fā)光源，分別是CFP、GFP、RFP，YFP，這4種不同熒光光源實(shí)現(xiàn)蛋白的激發(fā)。主機(jī)獲取根系對應(yīng)圖像后，通過分析軟件進(jìn)行根系圖像描繪，得出根系參數(shù)值；

二、技術(shù)參數(shù)

2.1工作方式：植物根系多光譜監(jiān)測系統(tǒng)以原位360°旋轉(zhuǎn)掃描方式加1200萬像素雙目顯微拍照的方式獲得植物地下根系圖像；系統(tǒng)供電由5號AA電池和USB數(shù)據(jù)線通過電腦供電，可更換5號AA電池供電，不換電情況下可連續(xù)工作8小時(shí)，無需任何其他超過5V的電源供電，主機(jī)可直接由筆記本或平板USB 3.0接口驅(qū)動控制，無須外接控制箱或電源。同時(shí)，該主機(jī)系統(tǒng)具有熒光激發(fā)光源和濾光片自動切換功能，控制軟件有剩余電量百分比顯示；

2.2相機(jī)部件參數(shù)：整個(gè)主機(jī)配套微根管為外徑9cm根管，主機(jī)程序能夠控制系統(tǒng)自動切換光源和濾光片，無需手動操作；相機(jī)部分獲取一次性非拼接拍照圖像，成像范圍尺寸10cm*8cm，最大分辨率4800DPI，拍照用時(shí)1秒；

2.3掃描部件參數(shù)：掃描部件為主機(jī)360°原位旋轉(zhuǎn)掃描成像部分，該部分能夠獲取等比例根系圖像。掃描功能下，有100DPI、300DPI、600DPI、1200DPI四種分辨率可選，在1200DPI高分辨率模式下旋轉(zhuǎn)掃描360度使用時(shí)間10秒，旋轉(zhuǎn)一次性掃描（非拼接）成像范圍尺寸為22cm*28cm；控制軟件可設(shè)定掃描圖像傳感器的增益系數(shù)來調(diào)節(jié)圖像明暗；

2.4溫度浸水模塊：溫度浸水模塊為主機(jī)自帶功能，該功能能夠通過控制終端界面顯示出來實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和浸水報(bào)警提示。該模塊能夠探測主機(jī)是否發(fā)生浸水，如果浸水，系統(tǒng)將自動進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)對主機(jī)進(jìn)行斷電保護(hù)。溫度模塊能夠測量微根管內(nèi)環(huán)境溫度，（以上模塊，與主機(jī)相兼容）；

2.5光源系統(tǒng)：

掃描成像多光譜光源系統(tǒng)：該系統(tǒng)集成了白光、UV紫外光、紅光、綠光、藍(lán)光、黃光、紫光和青光等多種光譜掃描光源。特別為黑土和紅土樣本設(shè)計(jì)，掃描傳感器旁邊配備了獨(dú)立的超亮白光LED陣列照明，亮度范圍為0至7110mcd，支持程序控制調(diào)節(jié)；

拍照成像多光譜系統(tǒng)光源：與掃描成像多光譜光源系統(tǒng)獨(dú)立，支持白光、UV紫外光、紅光、綠光、藍(lán)光、黃光以及熒光激發(fā)光源的使用。所有光源均可實(shí)現(xiàn)完全程序控制切換，無需手動操作，調(diào)節(jié)精度高達(dá)1‰；

2.6熒光激發(fā)光源：熒光激發(fā)光源用于激發(fā)熒光蛋白產(chǎn)生熒光效應(yīng)。激發(fā)光源和濾光片可根據(jù)植物類型或試驗(yàn)需求更換而非固定形式。熒光光源模塊式安裝，方便替換，濾光片輪由程控自動切換無需手動切換；獨(dú)立可調(diào)熒光激發(fā)光源強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)CFP、GFP、RFP、YFP熒光蛋白激發(fā)；

2.7延長桿：主機(jī)延長桿整體為不銹鋼材質(zhì)，帶有毫米刻度，采用分段鏈接方式進(jìn)行組裝。每節(jié)延長桿長度25cm，定位孔結(jié)合定位卡蓋可便于鎖定深度；

2.8 微根管：微根管外徑為9cm，管口采用硅膠內(nèi)外雙層密封圈密封，達(dá)到100%氣密性；管體整體為非PMMA透明抗摔PC材質(zhì)，底部含雙層非膠粘密封圈密封；

2.9軟件程控調(diào)光：在顯微拍照的視野功能中，軟件無需手動旋鈕即可調(diào)節(jié)光源，自動記憶設(shè)置檔位，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和一致性；

2.10控制方式：主機(jī)系統(tǒng)使用時(shí)僅通過USB數(shù)據(jù)線連接筆記本電腦，從而控制主機(jī)系統(tǒng)獲取根系圖像信息，無需連接其他供電電源線或控制箱?？刂平K端可以是筆記本電腦或平板電腦等，進(jìn)行主機(jī)控制、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)存儲等工作；

2.11原位根系分析軟件：

2.11.1原位根系分析軟件具備測量多種單根或總根參數(shù)的能力，包含加權(quán)平均角度、角度標(biāo)準(zhǔn)差、表面積、投影面積、長度、加權(quán)平均寬度、寬度標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)；

2.11.2原位根系分析軟件的功能界面支持多語言，并具備放大、縮小、圖像拼接、圖像分析以及旋轉(zhuǎn)等多樣化功能；

2.11.3軟件能夠打開圖像界面，并對圖像在X和Y方向上的分辨率進(jìn)行獨(dú)立矯正。同時(shí)，它還能對圖像進(jìn)行明暗對比度的增強(qiáng)和銳化處理；

2.11.4軟件能夠一鍵分析根系水平、垂直分布參數(shù)，同時(shí)生物量界面具有去除土壤背景功能；

2.11.5軟件支持根系的可粘貼復(fù)制功能、多節(jié)點(diǎn)框選及反選操作，以及拖拽和平移視圖；

2.11.6軟件操作界面支持多文檔功能，允許同時(shí)打開多個(gè)文檔進(jìn)行根系時(shí)空對比分析；

2.11.7在軟件的拓?fù)潢P(guān)系功能中，可以利用Pregizer、Topology以及自定義的三種拓?fù)淠Ｊ絹磉M(jìn)行根系關(guān)系的分析；

2.11.8軟件具有RHS和UCL兩種色彩模式進(jìn)行顏色分析；能夠?qū)D像對象進(jìn)行顏色信息分析，如通過顏色分析確定根系存活數(shù)量，輸出不同顏色標(biāo)記根系的直徑、長度、投影面積、表面積、體積等參數(shù)；

2.11.9信息及屬性編輯功能：屬性編輯功能能夠?qū)?dǎo)入的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、分辨率（DPI）更改、圖像尺寸修改、圖像對比度調(diào)整、圖像銳化處理等操作；信息編輯功能能夠?qū)Σ杉瘓D像的時(shí)間、地點(diǎn)、命名、事件記錄、注釋等信息進(jìn)行編輯管理；

2.11.10盒維數(shù)法能夠自動測量根系的分形維數(shù)。它能夠分析根瘤菌體積在根系中的占比，客觀地確定根瘤菌的貢獻(xiàn)量。此外，該軟件還具備3D圖形、折線圖、柱狀圖、散點(diǎn)圖、面積圖等多種豐富的數(shù)據(jù)圖表展示方式；

2.12離體根系分析軟件：

2.12.1根拓?fù)鋮?shù)測定：根系拓?fù)潢P(guān)系中，三種拓?fù)淠Ｊ焦δ芟驴蛇M(jìn)行Pregizer、Topology、自定義三種分級模式自由切換；

2.12.2信息編輯功能：離體根系分析軟件圖像分析界面具有編輯采集圖像的事件記錄、注釋、時(shí)間、地點(diǎn)、命名等信息管理功能；

2.12.3顏色分析模式：離體分析軟件具有RHS 和UCL兩種彩色模式可選，能夠?qū)D像對象進(jìn)行顏色信息分析；軟件能夠?qū)Ω稻S根盒數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能自動測量油菜果莢的果柄、果身、果喙參數(shù)，能自動測量各種粒的芒長；

三、配置

主機(jī) 1臺；

原位根系數(shù)據(jù)分析軟件 1套；

離體根系數(shù)據(jù)分析軟件1套；

1.5米不銹鋼掃描延長桿 1套，1.5米不銹鋼拍照延長桿 1套；

掃描深度定位卡蓋1個(gè)，拍照深度定位卡蓋1個(gè)；

電子材料 1份；

控制連接線2根；

儀器箱 1個(gè)；

微根管30根；

安裝工具1套；

儀器控制模塊1臺；