本发明涉及一种基于蓝牙设备的定向方法，属于计算机通信定位领域。
背景技术：
在当前物联网快速发展的环境下，对物体之间的位置和方向等的确定变的非常重要。物体位置和方向可以通过无线电通信的延时差和信号的质量以及其他相关指标进行判定。本发明则是通过ble通信设备间的通信质量状态进行方向的判定。
目前已经存在的与本发明较为近似的技术为通过无线电波进行定位或定向，比如gps、多节点间空间定位。gps的缺点在于：只能在平面上进行定位；需要设备能接收到卫星信号；定位精度较低，不适用于低速和方向常变的环境。多节点间空间定位的缺点在于：需要预先在空间进行多个节点的布置；节点之间需要较多的协调。
技术实现要素：
本发明的技术方案提供了一种基于蓝牙设备的定向方法，在不需要预先任何装置的环境下，利用蓝牙设备的特点，提供任何方向的、不受空间限制的空间定向解决现有技术的不足。
本发明的技术方案包括一种基于蓝牙设备的定向方法，该方法包括：a.在第一物体设置有从蓝牙设备，在第二物体设置有主蓝牙设备，并对蓝牙设备建立空间坐标系，其中主蓝牙设备与从蓝牙设备进行通信；b.在蓝牙设备的一定范围内设置环绕的无线电挡板，其中无线电挡板按照预设的轨迹进行环绕转动；c.实时采集存在及不存在无线电挡板转动到不同角度下对应的rssi值计算主从设备之间相对方向。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，其中步骤a还包括：所述建立空间坐标系包括建立x、y、z为空间中的三个轴，其中坐标系中心点为从蓝牙设备。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，其中步骤b还包括：所述无线电挡板根据预设路径沿着球面的互相垂直的三条路径移动。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，其中步骤c还包括：实时对蓝牙设备接收的rssi值进行采集和判断，若所采集的rssi值的变化度小，此时无线电挡板未位于最接近的空间坐标系的象限，则无线电挡板没有对主从蓝牙设备的通信进行阻挡；若所采集的rssi值的变化度大，此时无线电挡板位于最接近的空间坐标系的象限，则无线电挡板对主从蓝牙设备的通信进行阻挡；记录从蓝牙设备处于最接近的空间坐标系的象限的时间及未处于最接近的空间坐标系的象限的时间。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，其中步骤c还包括以下步骤：s51，实时采集并计算无线电挡板在移动时的rssi值，分别计算有阻挡和无阻挡时的rssi值；s52，实时计算从蓝牙在空间环绕转动时与空间坐标系轴的角度，根据角度以及有阻挡和无阻挡时的rssi值计算主蓝牙附着的第二物体方向。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，其中步骤s41还包括以下步骤：当没有阻挡时候的rssi的计算为rssin＝ps+pa-pd，pa为无阻挡时天线增益，ps为主蓝牙设备发送的信号功率，pd为路径的损耗；有挡板时候的rssi的计算为rssiy＝ps+pa'-pd-pb，pa'为天线增益，pa'当处于不同的位置的时候会不同，pb为挡板导致的衰减；计算pb＝ps+pa'-pd-rssiy，pb值最大的方向为节点之间的相对方向。
根据所述的基于蓝牙设备的定向方法，该方法还包括：计算rssin-rssiy得到的最小值即为主蓝牙设备及从蓝牙设备对应的物体相对方向。
本发明的有益效果为：不受环境限制，可在任何环境下使用；不需要专用的通信的协议；便携，简单，成本低。
附图说明
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图；
图2所示为根据本发明实施方式的蓝牙节点被无线电挡板所影响的示意图；
图3所示为根据本发明实施方式的节点之间相对位置的象限关系示意图；
图4所示为根据本发明实施方式的节点之间空间方向坐标示意图；
图5所示为根据本发明实施方式的挡板所在位置的角度与rssi变化之间的映射关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的游戏图形需求和设计的系统和方法适用于游戏动画图像的开发。
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图。其具体包括以下步骤：
s101，为主蓝牙设备与从蓝牙设备建立连接，其中主蓝牙设备和从蓝牙设备分别位于一对应物体上；
s102，确定空间坐标系，和挡板轨迹方向的天线增益；
s103，按照设定轨迹旋转挡板；
s104，记录挡板方位和对应的rssi值；
s105，实时采集并计算rssi变化值对应的坐标值和与坐标轴的角度；
s106，计算并得到蓝牙设备和从蓝牙设备相对方向，该相对方向即为物体间的相对方向。
图2所示为根据本发明实施方式的蓝牙节点被无线电挡板所影响的示意图。如图2所示描述的是物体、ble(蓝牙设备)节点、挡板的空间关系。一个物体具有节点1的ble设备，另一个物体具有节点5ble设备。无线电挡板按照一定路径在空间中进行旋转，并记录整个路径中的rssi值。
两个物体，分别包含一个ble设备。ble设备之间通信时，在ble主设备与从设备之间加入一个转动挡板，根据当挡板转动到不同角度下的不同的rssi来估计主从设备之间的方向。当没有挡板与有挡板之间rssi的差值最大的时候挡板在物体所在的方向。
当没有阻挡时候的rssi的计算为rssin＝ps+pa-pd，pa为无阻挡时天线增益，ps为主蓝牙设备发送的信号功率，pd为路径的损耗；有挡板时候的rssi的计算为rssiy＝ps+pa'-pd-pb，pa'为天线增益，pa'当处于不同的位置的时候会不同，pb为挡板导致的衰减；计算pb＝ps+pa'-pd-rssiy，pb值最大的方向为节点之间的相对方向。
图3所示为根据本发明实施方式的节点之间相对位置的象限关系示意图。如图3所示为节点5的节点1的方向对应象限，节点为坐标的中心点，其中x、y、z为空间中的三个轴，挡板按照球面的互相垂直的三条路径移动，当挡板在该象限内时，由于受到挡板对信号的影响，会导致接收到的rssi变小，并在x、y、z方向上存在。
图4所示为根据本发明实施方式的节点之间空间方向坐标示意图。图4所示为节点5所在方向在坐标中的映射，其中r点为挡板，坐标作为(m_x，m_y，m_z)，在(x，y，z)坐标系中与x轴、y轴、z轴之间的夹角分别为(x，y，z)。因此坐标或者夹角对应的方向就是节点1到节点5的方向。
图5所示为根据本发明实施方式的挡板所在位置的角度与rssi变化之间的映射关系示意图。于挡板的作用，导致的计算到的rssi值的变化示意图，横坐标为与坐标轴之间的角度，纵坐标为没有挡板时的rssi减去有挡板时的rssi之差。当挡板位置与x/y/z轴之间的角度与节点5与x/y/z轴之间的角度相同时，该值最小。
根据没有挡板时的rssi(rssi_normal)减去有挡板时的rssi(rssi_board)之差的最小值位置既可以计算得出节点5方向。
(m_x，m_y，m_z)＝(x，y，z)@max(rssi_normal-rssi_board)，
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。