本发明涉及电子客票技术领域，特别涉及一种智能城铁客票设备。
背景技术：
现有的城铁客票大部分采用ic卡技术，ic卡是集成电路卡(integratedcircuitcard)的简称。通过嵌在pvc材料内部的芯片记录卡的充值、消费、余额等信息，ic卡不具有提示功能。乘客根据车厢内的提示牌和提示音，判断是否抵达换乘站或者目的站。对于有些乘客，由于不熟悉路况，在面对复杂的城铁线路时，看到车厢内的提示牌和提示音，仍不确定如何换乘，尤其当车厢内乘客众多时，例如工作日的早晚高峰，提示牌可能被其他乘客遮挡，提示音也无法准确听取，进一步导致错过换乘站或者目的站，给其出行带来不便。
鉴于上述缺陷，本发明的创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种智能城铁客票设备，以解决乘客无法准确获得停靠站信息，不确定换乘信息，导致错过换乘站或者目的站的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能城铁客票设备，所述智能城铁客票设备包括微处理器、通信单元、存储器、喇叭、显示屏和电源组件；通信单元、存储器、喇叭和显示屏分别与微处理器相连接；微处理器将通信单元获取的来自售票系统的信息存储在存储器中，微处理器将通信单元获取的来自站台的信息与存储器中的信息比较，根据比较结果指示喇叭和/或显示屏完成提示功能。
进一步的，所述显示屏采用电子墨水屏。
进一步的，所述显示屏上设置三个区域，第一区域显示起始站和目的站名称，第二区域显示乘车路线图，第三区域显示总站数和换乘次数。
进一步的，所述电源组件包括充电电池、充电组件和供电装置。
进一步的，所述充电组件包括接收部件和发射部件，所述接收部件和充电电池相连接，所述发射部件和供电装置相连接。
进一步的，所述供电装置为太阳能收集装置。
进一步的，所述太阳能收集装置包括太阳能管、调整装置、位置模块、处理器和导向装置，所述处理器分别与所述导向装置、所述调整装置和所述位置模块相连接。
进一步的，所述导向装置自下而上包括电极层、压电层、热致变形层、吸热层和折光层，所述折光层包括多个引光面，每个引光面与水平面所呈的夹角不同，不同的引光面对应不同的太阳位置，太阳光通过其直射的引光面穿过折光层，照射吸热层上与该引光面相对应的位置，吸热层被照射的部分吸收热量温度升高，引起对应位置的热致变形层产生形变，进而引起对应位置的压电层的两个相对表面出现正负相反的电荷，对应位置的电极层收集电荷并且识别产生形变的位置。
进一步的，所述热致变形层和所述吸热层替换为光致变形层。
进一步的，所述电极层、所述压电层和所述变形层的表面结构设置为截面为一条具有直线部分、峰部和谷部的线条。
相对于现有技术，本发明所述的一种智能城铁客票设备具有以下优势：
(1)本发明所述的智能城铁客票设备预先写入乘车路线信息，通过设置语音提示和显示屏提示，智能提醒乘客停靠站信息、换乘路线等信息，方便乘客乘车。
(2)本发明所述的智能城铁客票设备设计成卡片形，可装入口袋，携带方便。
(3)本发明所述的智能城铁客票设备配备可充电电池，车厢外部设置太阳能收集装置，利用无线充电技术将太阳能收集装置获得的电能及时补充给智能城铁客票设备内的充电电池，保证智能城铁客票设备一直处于电量充足状态，而无需增加城铁车厢的电力负担。
(4)本发明所述的太阳能收集装置能够自动调整太阳管的方向，与城铁路线方向变化多样相适应，无需工作人员操作，简单方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的智能城铁客票设备的框图；
图2为本发明实施例中提供的一种太阳能收集装置结构示意图；
图3为本发明实施例中导向装置的结构示意图；
图4a和图4b为本发明实施例中导向装置的工作原理图；
图5为本发明实施例中提供的另一种折光面结构示意图；
图6为本发明实施例中导向装置的另一种结构示意图；
图7a和图7b为图6的d处放大图；
图8为本发明实施例中构成吸热层、热致变形层、压电层结构的其他曲线；
图9为本发明实施例中压电层和电极层的可代替结构图。
附图标记说明：
1-通信单元，2-微处理器，3-显示屏，4-喇叭，5-存储器，6-充电电池，71-接收部件，72-发射部件，8-太阳能收集装置，81-太阳能管，82-支架，83-调整装置，84-调整电机，85-位置模块，86-处理器，87-导向装置，871-吸热层，872-热致变形层，873-压电层，874-电极层，875-折光层，8731-第一压电块，8732-第二压电块，8733-第三压电块，8741-第一电极层，8742-第二电极层，8752-缺口，8753-第一引光面，8754-第二引光面，8755-第三引光面，91-峰部，92-谷部，93-宽部，94-谷段，95-峰段。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
如图1所示，本发明的智能城铁客票设备的结构框图，其在具有现有客票功能的同时具有提示功能，现有客票功能包括购票、充值和检票等。图1所示的智能城铁客票设备包括微处理器2、通信单元1、存储器5、喇叭4、显示屏3和电源组件。通信单元1、存储器5、喇叭4和显示屏3分别与微处理器2相连接。电源组件为微处理器2、通信单元1、存储器5、喇叭4和显示屏3提供电力供应。微处理器2将通信单元1获取的来自售票系统的信息存储在存储器5中，微处理器2将通信单元1获取的来自站台的信息与存储器5中的信息比较，根据比较结果指示喇叭4和/或显示屏3完成提示功能。
通信单元1采用非接触式通信技术，实现智能城铁客票设备与外界实现信息交换。例如，在进站时，通过通信单元实现售票系统向智能城铁客票设备输入起始站、目的站和乘车路线等信息；在乘车过程中，当乘客进入站台或者乘客位于进站的城铁客车上，通信单元接收车站提供的站台信息，包括但不限于站台名称、能否换成其他号线。
微处理器2用于处理来自通信单元1的信息。当信息为起始站、目的站和乘车路线等信息时，微处理2将其记录在存储器5中，并将显示在显示屏3上。显示屏3上设置三个区域，第一区域显示起始站和目的站名称，第二区域显示乘车路线图，第三区域显示总站数和换乘次数。具体的，第二区域显示的乘车路线图是将乘车路线在城铁线路图上突出显示，将非乘车路线淡化显示，乘车路线以所在号线的代表色表示，非换乘站点用与号线的代表色相同的颜色显示站名，换乘站用相互换乘的号线颜色表示，例如，将换乘站用圆形显示，两个半圆分别显示两条号线的颜色，旁边用第三种颜色标注站名，优选的为黑色。通过将乘车路线突出显示，非乘车路线淡化显示，实现隐蔽干扰信息和不需要信息的目的，使乘客获得的信息更清晰明确。
当信息为站台信息时，微处理器2调取存储器5中记录的乘车路线信息，进行对比，根据对比结果选择相应的提示方式和提示内容，并指示喇叭4和/或显示屏3完成相应提示。具体的，当对比结果表明，所在站点不是乘客换乘站并且其下一站乘客也无需换乘时，显示屏上第二区域中的乘车路线图上对应站名高亮显示；当对比结果表明，所在站点不是乘客换乘站并且其下一站是乘客换乘站(目的站)时，语音提示引起乘客注意，显示屏上的本站站名高亮显示的同时下一站闪烁；当对比结果表明，所在站点是乘客换乘站(目的站)时，语音提示用户下车，同时显示屏上本站闪烁，如果是换成站，路线图上闪烁将换乘的号线。优选的，乘客可以选择语音提示的语言，通过售票系统将语音选择信息输入智能城铁客票设备。
在车辆行进中，每接受一个站台信息，显示屏将经过的路段及其上的站名由原来的突出显示变为淡化显示。
进一步的，显示屏3采用电子墨水屏，能够有效节约显示屏的用电量。
电源组件包括充电电池6、充电组件和供电装置。充电组件采用无线充电方式，将供电装置获取的电能提供给充电电池6。无线充电使得乘客能够在车厢内活动，不受限于充电口的位置，灵活方便。其中，充电组件包括接收部件71和发射部件72。接收部件和充电电池6相连接，发射部件72和供电装置相连接。本实施例中供电装置从城铁车厢电路获取电能。
智能城铁客票设备的本体包括接收部件71、充电电池6、微处理器2、通信单元1、存储器5、喇叭4和显示屏3，该本体设置成卡片形，乘客可直接置于手中或放入口袋，方便乘客携带。
智能城铁客票设备可以单次使用也可以多次使用，在买票时售票系统将使用次数通过通信单元1输入智能城铁客票设备，当出站时，检票设备根据智能城铁客票设备记录的使用次数信息进行相应检票操作。进一步的，智能城铁客票设备用于单次使用时，乘客在买票时缴纳费用获得智能城铁客票设备，同时售票系统向智能城铁客票设备输入乘车次数、起始站、目的站和乘车路线等信息；出站时，检票设备回收智能城铁客票设备。智能城铁客票设备用于多次使用时，乘客持有智能城铁客票设备，通过售票系统充值且记录使用次数为多次，进站前，售票系统向智能城铁客票设备输入起始站、目的站和乘车路线等信息，出站时，检票设备记录扣除本次乘车费用，乘客保留智能城铁客票设备。
实施例二
本实施例与以上实施例的不同之处在于供电装置为太阳能收集装置8。太阳能收集装置设置在城铁车厢的外侧，用于收集太阳能。在保障智能城铁客票设备的电能供应的同时不增加城铁车厢的电力负担。
由于城铁线路方向的多样性，太阳能收集装置8需要灵活调整方向功能，保障最大限度的获取太阳能。如图2所示，为本实施例提供的一种太阳能收集装置8的结构示意图。太阳能收集装置包括太阳能管81、调整装置83、位置模块85、处理器86和导向装置87。太阳能管81用于收集太阳能；导向装置87和位置模块85用以实时获得太阳位置信息；调整装置83包括用以安置太阳能管81和导向装置87的支架82和用以调整支架82转向的调整电机84；处理器86分别与导向装置87、调整电机84和位置模块85相连接，根据导向装置87实时获得的太阳位置信息，控制调整电机84，调整太阳能管81与太阳入射光线垂直。
本发明中太阳能收集装置8在太阳照射到导向装置87上时，导向装置87和位置模块85可获得太阳的位置信息，并将太阳的位置信息实时反馈给处理器86，处理器86根据太阳的位置信息控制调整电机84，调整电机84驱动支架82调整太阳能管81和太阳入射光线垂直。
导向装置87包括电极层874、压电层873、变形层和折光层875。如图3所示为本实施例中导向装置的结构示意图。导向装置87自下到上包括电极层874、压电层873、热致变形层872、吸热层871和折光层875，其中折光层875设置有若干个引光面，每个引光面与水平面所呈的夹角不同，不同的引光面对应不同的太阳位置，当太阳直射引光面，太阳光进入折光层875(如果非直射引光面，阳光将斜射入其他引光面，大部分被反射走，无法落到吸热层上，不会引起吸热层热量变化)；太阳光进入折光层875后照射到吸热层871与该引光面相对应的位置，此处与引光面相对应的位置位于太阳光经过引光面后的光线路径上，吸热层871吸收太阳光中的热能后温度升高；吸热层871温度升高使位于吸热层871下的热致变形层872温度随之升高，温度升高的热致变形层872发生形变；热致变形层872形变对压电层873产生作用力，压电层873由于力的作用在其内部产生极化现象，同时压电层873两个相对表面会出现正负相反的电荷；电极层874收集压电层873产生的电荷并且能够识别产生形变的位置，从而将信号发送给处理器86，处理器86将导向装置87送来的形变位置信息与位置模块85内储存的数据相对照从而获得太阳位置信息，并控制调整电机84，调整太阳能管81与太阳入射光线相垂直。
上述位置模块85储存有热致变形层变形位置与太阳位置相对应的数据；吸热层871由导热性良好的石墨或石墨烯制成，能够有效吸收太阳的热量并传给热致变形层872；热致变形层872由形状记忆合金制成，温度升高后变形，温度下降到原值恢复原有的形状；压电层873由压电陶瓷制成。电极层874的设置形式有多种可能，可根据现有技术灵活选择。
优选的，本实施例中的折光层875上的相邻引光面间设置有缺口8752，缺口8752的设置使得太阳光不能一直进入折光层875(由于在某些角度不存在引光面，此时太阳光不能垂直照射折光层875)，因此，导向装置87隔一定时间向处理器86发送位置信息，处理器86隔一定时间控制调整电机84调整太阳能管81与太阳光入射光线相垂直。缺口8752的设置，能够有效减少调整电机84的工作时间、降低调整电机84耗能，并增长寿命。虽然间隔一定时间才调整太阳能管81的方向，但是太阳入射光线和太阳能管还是接近于垂直状态，太阳能的收集还是保持了较高的效率。
实施例三
如图4a和图4b所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例的折光层875上的引光面设置为五个，包括第一引光面8753、两个第二引光面8754和两个第三引光面8755，五个引光面呈半圆形设置，有利于实现对太阳能的充分的收集。
如图4a所示，当太阳直射位于导向装置87截面中间部分的第一引光面8753时，太阳的入射光线与第一引光面8753垂直并进入折光层875，进入折光层875后照射在吸热层871上与第一引光面8753相对应的位置；吸热层871上与第一引光面8753相对处吸收太阳光中的热量，并将热量传给热致变形层872；热致变形层872接收到热量发生膨胀变形，行成中间宽两边窄的形状，在膨胀变形过程中不断对压电层873产生挤压，挤压就会对压电层873行成应力的作用；压电层873受到来自热致变形层872应力的作用，压电层873的内部产生极化现象，在压电层873与热致变形层872相接触的表面上出现负电荷，与负电荷相对的表面上出现正电荷；位于压电层873下方的电极层874收集压电层由于极化现象产生的电荷，产生电信号并识别出热致变形层变形的位置，再将信息发送给处理器86；当太阳不在直射第一引光面8753时，吸热层871上对应位置不再吸收热量同时原先吸收的热量慢慢消耗尽，热致变形层872也恢复至原来的形状，不再对压电层873产生挤压，电极层874也停止向处理器86发送信号。
如图4b所示，当太阳偏离第一引光面8753并直射第二引光面8754时，光线照射在吸热层871边缘的位置，与吸热层871边缘位置对应的热致变形层872收到热量后膨胀变形，热致变形层872边缘受热部分向压电层873扩张，在膨胀变形过程中不断对压电层873产生挤压，压电层873受到挤压，内部产生极化现象，出现负电荷和正电荷，电极层874收集电荷，产生电信号并识别出热致变形层872变形的位置，再将信息发送给处理器；当太阳不在直射第二引光面8754时，吸热层871边缘位置不再吸收热量原先的热量慢慢消耗尽，热致变形层872也恢复原来的形状，不再对压电层873产生挤压，电极层874也停止向处理器86发送信号。
实施例四
如果图5所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例折光层875上的五个引光面形成向下凹的形状。
实施例五
参照图6所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于折光层875的形状设置为半椭圆形状，引光面a、b和c在折光层875上均匀设置，引光面a位于折光层875的中部，引光面b和c分别位于引光面a的两侧。当太阳光从引光面a垂直射入折光层875，由于引光面a位于折光面875的中部，入射光线垂直进入折光层875；当太阳光从引光面b或c射入折光层875时，由于引光面b和c位于折光层875的两侧位置，偏离中间位置，射入折光层875的太阳光会发生折射，引光面b和c的折射光线不会越过引光面a的入射光线。这样设置使引光面a和引光面b的入射光线具有相同的方向。
实施例六
如图6、图7a和图7b所示，本实施例与上述实施例不同之处在于吸热层871、热致变形层872、压电层873和电极层874的表面结构设置为截面为一条具有直线部分、峰部91和谷部92的线条，峰部91所在段称作峰段95，谷部92所在段称作谷段94。
其中线条的函数方程为：峰段：y＝k1(x+b1)2+b3
谷段：y＝k2(x+b2)2+b4k2＝tk1t∈(3,5)
k1,k2为描述曲线变化率的常数，b1，b2，b3，b4为无关常数，根据曲线实际位置确定。
吸热层871设置有峰部91和谷部92的结构增大了表面积，可以吸收更多的热量，热致变形层872的变形程度更大，有利于压电层873产生更多电荷以及电极层874电荷的收集。其中压电层873两面设置为具有直线、峰部91和谷部92的结构，图7a中宽部93(即两个相对的谷部92的厚度)的厚度也要大于直线部分的厚度，压电层873变厚有利产生更多的电荷。
由于阳光移动非常缓慢，这种缓慢给位置模块85带来了比较大的困惑，让位置模块85无法分清阳光究竟有没有移动，为了强化阳光的移动带来的变化，让阳光扭转到某一角度，会产生一个较大的电信号变化，所以设置以上的曲线形状。
根据设定，峰段比谷段有着更为平缓的曲线形态，谷段比峰段更为陡峭，平缓的变化会使光-热-电的变化趋于平缓，平缓的电信号变化并不容易被检测出来。考虑阳光从a1位置移动到b1位置的情形，阳光在吸热层上面的位置首先经过一端平缓的峰段，这时候电信号缓慢地变化，然后马上经过陡峭的谷段，陡峭的谷段使电信号产生剧烈的变化，这种差值让位置模块85能够更为敏感地检测出阳光位置地变化。
进一步的，吸热层871、热致变形层872、压电层873和电极层874表面的结构还可设置成如图8所示的结构。
进一步的，本实施例还在峰部和谷部之间设置有用来将光线集中到谷部的反射层。反射层将落在峰部和谷部之间的光线全部发射到谷部，有利于谷部吸收更多地热量。
实施例七
如图9所示，本实施例与前述实施例的不同之处在于压电层873和电极层874的结构和配合关系。本实施例中的压电层873由若干并列放置的长方体的压电块构成；各个电极层两侧依次分别与相邻的压电块上表面和下表面接触，电极层874与处理器86信号连接。
具体的，本实施例中压电层873包括第一压电块8731、第二压电块8732和第三压电块8733，电极层874包括第一电极层8741和第二电极层8742。当应力作用在第一压电块8731，由于极化作用第一压电块8731上表面产生负电荷下表面产生正电荷，下表面的正电荷被第一电极层8741收集，第一电极层8741此时带上正电；随着阳光照射位置的变化，应力作用慢慢由第一压电块8731转移到第二压电块8732。转移过程中，第二压电块8732上表面产生负电荷，下表面产生正电荷，上表面的负电荷也被第一电极层8741收集，并与原来第一电极层8741上的正电荷相互抵消。随着应力作用慢慢转移到第二压电块8732上，第一电极层8741上的负电荷越来越多，电性也从正转为负，电性一正一负的改变，变化更加明显，有利于电极层874方便地检测到位置的改变。
实施例八
本实施例与以上实施例的不同之处在于，导向装置87中的变形层由热致变形层872替换为光致变形层，相应的，取消位于热致变形成872之上的吸热层871。本实施例中导向装置87包括电极层874、压电层873、光致变形层和折光层875。与前述实施例相比，本实施例中导向装置87减少了吸热层871，结构简单，太阳光通过折光层875照射到光致变形层，直接引起光致变形层的形变，无需经过光能转变为热能的过程，避免了能量的损耗，产生的形变更加直接，效果更有保证。
相对于现有技术，本发明所述的一种智能城铁客票设备具有以下优势：
(1)本发明所述的智能城铁客票设备预先写入乘车路线信息，通过设置语音提示和显示屏提示，提醒乘客停靠站信息及是否为换乘站或目的站，方便乘客乘车。
(2)本发明所述的智能城铁客票设备设计成卡片形，可装入口袋，携带方便。
(3)本发明所述的智能城铁客票设备配备可充电电池，车厢外部设置太阳能收集装置，利用无线充电技术将太阳能收集装置获得的电能及时补充给智能城铁客票设备内的充电电池，保证智能城铁客票设备一直处于电量充足状态，而无需增加城铁车厢的电力负担。
(4)本发明所述的太阳能收集装置能够自动调整太阳管的方向，与城铁路线方向变化多样相适应，无需工作人员操作，简单方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。