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智慧农业领域(1)
发布日期:2026-06-23 10:04:53 浏览次数:44

成果名称:FluorVision Go 植物光合作用效率监测仪

一、成果概述

“FluorVision Go”植物光合作用效率监测仪采用调制叶绿素荧光成像技术,通过捕获叶绿素荧光信号,可实现叶绿素荧光的快速无损检测与成像分析,并可监测光合作用实时效率与胁迫状态,结合多维度环境数据(温湿度、光照、CO₂、VPD等),搭载自主研发的AI分析引擎FluorMind,实现以下功能:

(1)健康监测:从植物本体直接采集光合作用效率,科学精准判断其生长健康状态;

(2)胁迫预警:基于荧光信号识别病虫害、水分胁迫及营养缺失,准确率超90% ,相较传统高光谱、多光谱图像识别技术提前5-7天预警风险;

(3)种植策略优化:通过历史数据与生长模型匹配,提供精准施肥、灌溉及环境调控建议,有效降低灌溉水肥成本 12%-15% ,降低能源损耗 10%-15%;

(4)生长多模态监测:兼容计算机视觉图像识别技术,通过图像分析追踪株高、叶面积等形态指标,形成度植株“生理+形态”双维度评估体系。

产品核心新颖性在于并非仅提供叶绿素荧光的基础参数(如Fv/Fm),而是利用先进的人工智能(特别是深度学习)算法,对多维度、动态变化的荧光信号进行深层模式挖掘。这使得系统能够超越传统阈值判断,首次在国内莓果种植领域实现了对作物细微生理状态变化和早期胁迫信号的智能化、精准化解读,将复杂的生理指标转化为种植者可理解、可行动的洞察。

二、技术优势及创新点

1.三大核心技术突破

(1)荧光信号增强技术(FET):过脉冲调制光源与锁相放大电路设计,信噪比提升至 68dB (行业基准60dB),有效解决设施农业补光灯干扰问题。

(2)多模态数据融合算法:首创将叶绿素荧光时序数据与图像数据、环境传感器数据时空对齐,构建“生理-环境”耦合分析模型,预测精度提升 27%以上。

(3)轻量化模型部署技术:采用神经网络架构搜索(NAS)优化算法,模型参数量压缩至12MB ,可在低成本设备实现实时分析。

2.五大创新维度

先进的叶绿素荧光传感技术:采用新一代高灵敏度、低噪声叶绿素荧光传感器,保证在复杂设施农业环境下,依然能够高精度、稳定可靠地采集微弱的叶绿素荧光信号。

首创低成本的叶绿素荧光传感器技术:突破传统叶绿素荧光仪仅能在实验室场景应用或叶夹式单机设备的局限,通过对原本的价格高昂进口设备进行有效的低成本改造,使其从单点的超高精度监测改造为群体的高精度批量监测。

领先的AI 智能分析算法:自主研发的深度学习模型,经过海量植物生理数据训练和验证,能够精准识别和量化植株的生长状态,并对多种胁迫因素进行准确预警,包括水分胁迫、营养胁迫、病虫害早期风险等。AI模型持续迭代优化,随着数据积累和用户反馈,分析精度将不断提升。

强大的数据处理和云平台能力: 采用云计算、大数据技术搭建云平台,具备海量数据存储、高速数据处理和高并发访问能力,保证系统运行的稳定性和可靠性。云平台提供强大的数据分析、挖掘和可视化功能,为用户提供更深入的种植决策支持。

开放性和可扩展性:系统采用开放式架构设计,预留丰富的API接口,方便与第三方农业物联网设备、环境控制系统、管理平台等进行集成,构建更完善的智慧农业生态系统。系统也具备良好的可扩展性,能够根据用户需求进行功能定制和升级。

3.技术壁垒构建

(1)低成本、专用型叶绿素荧光传感器目前在国内仅有的商业化应用案例。

(2)已初步建立国内首个作物生理+环境耦合参数数据库。

(3)开发专用荧光解谱算法,破解重叠光谱解析难题。

4.技术领先优势

(1) AI赋能的叶绿素荧光监测技术,是FluorVision Go最核心的竞争优势,大幅提升了植物生长状态监测的智能化水平和应用价值,相较于传统人工观察(滞后、主观)和单一环境参数监测(间接、可能误判), FluorVision Go通过直接测量核心生理指标并结合AI 分析,能更早、更准确地发现问题,为种植者争取到关键的应对时间,有效降低损失。这是目前市场上大多数传统叶绿素荧光仪或植物表型分析系统所不具备的。

(2)降低管理门槛和对专家经验的依赖:将复杂的植物生理学知识和数据分析能力封装在易于使用的系统中,普通种植人员也能通过直观的界面和预警信息进行科学管理,降低了对少数高级技术专家的过度依赖,有利于规模化、标准化生产。

(3)性价比优势 :国产化自主研发,使得FluorVision Go在保证技术水平和产品性能的同时,能够有效控制成本,提供更具竞争力的价格。相对于进口品牌,FluorVision Go具有显著的价格优势,降低了国内莓果种植户的智能化升级门槛。

(4)先发优势和专注优势:国内市场上,专注于AI赋能叶绿素荧光监测的种植解决方案尚属空白,FluorVision Go具有先发优势。

三、 应用场景

应用场景:适用于各类现代温室、植物工厂、智能育苗基地等 CEA 场景。

市场潜力:中国设施农业快速发展,高品质经济作物市场需求持续增长,对FluorVision Go这类精准化、智能化监测系统的需求巨大。

目标客户群体:国内设施农业生产商和农业科研单位,包括:

(1)规模化种植企业/合作社:追求产量和品质双提升,注重科学管理和降本增效。

(2)高端精品品牌商:关注产品品质和品牌溢价,需要稳定可靠的生产保障。

(3)科研机构和农业院校:进行植物生理研究、品种选育和栽培技术优化。

三、 技术成熟度:TRL8

FluorVision Go已实现小规模量产,在浙江大学、浙江省柑橘研究所、深圳理工大学、西南大学、山东舜丰生物科技有限公司等投入使用。产品工艺合理性及技术成熟度具备后续大规模量产基础。

(1)模块化设计:传感器阵列、计算单元、供电系统采用模块化结构,维护成本降低 40%。

(2)环境适应性验证:通过-20℃-60℃宽温测试,通过 IP67 防护等级测试,适应高湿度温室环境。外壳防尘设计,保证精密激光传感器工作稳定。

(3)量产可行性:核心元器件国产化率已达 100%(对比进口方案成本大幅降低50%以上)。