基于STM32单片机的模拟雷达探测设计系统.docx
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基于STM32单片机的模拟雷达探测设计系统
中文摘要
通过长期的社会观察以及网上数据调研发现，雷达的应用十分广泛。
但普遍的雷达设备体积大，不利于携带。
而民用的常用小型雷达如：
车载雷达、扫地机器人等，存在精确度不高、功能单一等缺点。
故本系统针对这一现状设计出一种精确度高、小型易携带、能显示障碍物的雷达探测设备。
本设备采用STM32F103C8T6作为主控制核心板，选择使用超声波信号作为主要探测信号，避免探测时对人体或物体造成伤害，具有成本低、速度快的特点。
超声波信号发送出去后，通过计算模块记录数据并经过算法处理得出障碍物的方位以及距离，同时添加预警功能模块根据所得位置信息判断当前是否要发出报警信号，提高预测性和安全性。
软件程序部分主要控制整个单片机进行信号发送、接收数据并处理数据能让数据正确显示在界面上。
经过多次实验结果测试：
在忽略温湿度和声波衰减影响下，本探测雷达设备在可测距范围内可实现准确的距离测量，实验结果最大的平均误差不高于5%。
在整个信息处理过程，数据都能够快速实时更新，实验结果能够达到预期效果。
关键词：
STM32雷达扫描超声波测距距离报警蓝牙通信
第一章绪论
1.1设计背景
随着当今社会的科技一直进步，探测类型设备的使用范围逐渐扩大，人们对探测类型电子设备的要求也越来越高。
但对于当前世界所掌握的探测技术水平现状来看，人们真正能够具体运用到的探测技术还是存在一定的局限性，同时超声波探测领域还是一个正在快速发展的探测技术领域以及具有良好经济效益的产业。
当今世界上，电子探测设备即雷达主要分为两大应用方面，一方面为军事，另一方面为民用。
军事上大部分采用的是激光类型探测雷达，主要应用在激光测量距离，电子设备较量，军事侦察防御方面，整个激光探测雷达的主要构造部分由光束信号发射模块、光束信号接收模块、数据处理模块三大模块构成。
在光束信号发射模块里会将电信号变为光信号，转换结束后系统开始对外发送信号，经过一段等待时间，激光光束会在障碍物的表面处遭到阻碍无法前进从而产生折射现象，光束信号接收模块又会将接收到的光信号还原为电信号，最后经过数据处理模块对数据进行算法处理得出目标距离和方位角度、目标移动速度快慢和目标形态体积大小。
激光探测雷达还可以在多个物体环境对目标进行识别并跟随目标的走向，同时激光探测雷达具有像素值高，良好的测量准确度特点。
从原理上对比，激光探测雷达与超声波探测雷达是一样的，唯一的不同只是发射的探测信号从激光信号变成了超声波信号。
激光探测雷达可以根据所采用的探测信号类型、雷达设备运行原理或雷达设备应用场景来进行区分，激光探测雷达目前常用模式主要有直接模式和相干模式。
主要特点有：
1.抗信号影响性能强，激光探测雷达发射信号模块的发射口直径长度特别短，也就是说，接收信号模块允许激光光束通过的面积很狭窄，所以别的红外线信号光束能影响到整个激光探测雷达设备的机率十分微小。
在激光探测雷达设备常用的环境中，能够影响到激光扫视仪正常工作的信号源稀少，因为激光光束本质上是红外线波并不受电磁波的干扰，多在对自动化要求高的场景中运用。
2.激光探测雷达对于探测目标物体的形状大小、目标物体构造成分都不会干扰到激光探测雷达探测到的数据。
针对探测系统抗干扰性能而言，激光探测雷达因为其信号波动性低，抗干扰性能强，整个系统所得的探测数据可信度非常高。
3.因为激光不会受到环境亮度的影响，激光探测雷达可全天二十四小时进行工作，白昼或黑暗环境并不会对其探测结果产生影响，受到光线影响是当前无人自动驾驶中采用摄像头传感器所存在的通病。
激光探测雷达还可以扫描出目标物体高速运动时的运动轨迹，激光探测雷达不仅可在低速环境中应用还可以在高速环境中进行目标捕捉，这一特点有利于提高车辆在高速行驶中的安全性能，系统在不同应用环境更具备多样性。
在生活上，雷达设备主要应用于以下方面：
1.作为车辆、电子通讯设备的物理位置跟踪。
2.用于无线通讯信号的接受与发射，如卫星电话等。
3.未知领域的环境勘测以及大气层气体的温度变化预报。
4.管理民用航空飞机的飞行轨道也可用于海岸口的船只停泊管理。
由于超声波本质上也属于机械波，超声波信号在传播过程中会在目标物体的表面处遭到阻碍发生反射以及折射的反应，目标物体还会吸收超声波信号造成信号逐渐减弱。
正是这些超声波信号传播特征，让超声波信号也能跟激光信号一样可运用在两点点位测量。
超声波探测雷达是一款及其常见的传感器设备，在生活中主要作为车辆的障碍探测雷达使用。
车辆的障碍探测雷达是保证车辆驻车或者车辆进行倒车时的安全的一种辅助雷达设备，它能将车辆附近障碍物的位置通过语音提示或者车辆中控台显示屏显示出来，解决了车辆停车、倒车和车辆起步时需特意下车查看引起的烦恼，能够很好的降低驾驶位视线盲区所带来的危险性。
采用超声波信号进行测量距离好处在于超声波信号不受环境亮度、测量目标物体表面颜色的干扰，跟采用另外信号的探测设备相比更干净，具有保养成本低、无污染物产生、数据准确度高、设备使用寿命长等特点。
因此采用超声波进行两点测量大多运用在金属采矿行业、汽车制造业、水力发电工程项目、洞穴环境勘察研究、地理环境设备位置确定等行业中。
同时超声波测距也能让机器人在行走移动时自动识别障碍物使其及时获取距离障碍物的位置信息并能够迅速作出反应躲避障碍物继续行走。
因此超声波测距方式在移动机器人的研究上得到了广泛的应用，如：
市面上很火热的家居扫地机器人。
同时随着汽车行业的发展，解决汽车安全问题需要尤为突出。
因此在汽车倒车雷达设备采用超声波来测量距离也得到了整个汽车行业的广泛应用。
1.2设计目的
传统的倒车雷达只能在车辆移动时探测障碍物到车辆的距离与程序预先固定设置好的距离数值参数对比。
一旦车辆与障碍物的距离小于预先固定设置好的距离数值便会立刻发出语音提示，提醒驾驶员多加小心应提前注意规避。
但传统的倒车雷达并不能实时更新显示车辆跟障碍物的距离变化也不能显示障碍物的方位角度数据变化，由此看出传统的汽车倒车雷达还是存在不少的探测盲区和安全隐患。
而高端汽车品牌所使用的倒车雷达虽功能完善但常常因为造价昂贵不能符合我国的实际生活水平情况而导致普遍应用率不高。
市面上常见的倒车雷达，有些可能还是在车辆固定的四点安装探测传感器这类的固定式倒车雷达。
这种倒车雷达并不能全方位的进行探测存在部分的探测盲区从而具有一定的局限性[1]。
除此以外，还发现人们生活中比较缺乏可手持、易携带的小型雷达探测设备，一般的雷达探测设备体积庞大不易移动。
因此针对这一现状，本设计研发一种成本投入低、探测精确度高、能提高普及比例改变现状的模拟雷达探测的易携带小型装备。
大方面可以应用于环境勘测和工业方面，能让人们手持探测一些大型雷达设备不便安装的环境。
小方面除了倒车雷达也可应用于智能家居扫地机器人、自动化应用方面。
第二章系统主要功能
2.1单片机功能
针对本设计目的和需求，多次对比市面目前主流的单片机最后采用的单片机具体型号是STM32F103C8T6单片机。
主要因为STM32F103C8T6这款单片机是一款具有低功耗、高性能的微控制器，51单片机的地址空间只有64KB，仅有三个定时器和一个串口，操作系统运行效率低下而32地址空间有4GB，拥有AD、DA、Timer、CRC、SPI等众多外设，整个32单片机系统采用的是uClinux和uC/OS。
所以32单片机比51单片机功能强大。
两系列单片机对比下，32单片机多了很多功能优势以及可塑性。
STM32F103C8T6是一种ARM32的内核单片机主要用于工业应用的单片机。
它的作用是将外部设备得到的数据进行内部计算处理，然后发出控制信号给到被控制外部设备进而控制各种传感器和外设进行相对应的设备操作，达到控制机器设备的目的。
STM32单片机不仅有9个通信串口还有2个16位ADC转换通道，无需在系统外部再添加ADC进行转换且具有7个定时器（3个普通定时器、1个高级控制定时器、2个看门狗定时器、1个系统时间定时器）能够让系统进行多种不同情况的时钟模数以供系统需要。
单片机支持使用ST-LINK进行程序调试和程序下载，工作频率默认为72MHz，拥有2个SPI接口，可切换从或主两种模式并且全双工和半双工的通信频率可达18兆位/秒。
3位的预分频器可产生8种主模式频率可配置成每帧8位或者16位。
硬件的CRC产生/校验支持基本的SD卡和MMC模式，所有的SPI接口都可以使用DMA操作。
关于单片机的时钟挑选，其实整个STM32系统在设备上电时就已经挑选了其内部8MHz的RC振荡器更是在系统进行复位时被当作初始CPU时钟，系统接着选择外部且具失效监控的4-16MHz时钟。
当系统检测到外部时钟功能无效时，它将被系统进行隔离然后系统自动地切换到内部的RC振荡器，在使能中断的情况下，上位机程序也会接收到相应的中断。
同样，在需要时可以采取对PLL时钟完全的中断管理（当一个间接使用的外部振荡器失效时）。
振晶模块同时也可以给STM32内置的RTC运用，相对较低的负荷模式，没有像传统的圆柱晶振一样，避免了还需要专门的时钟芯片对定时器进行处理等。
STM32单片机实物如图2-1所示。
图2-1
2.2超声波功能
超声波是一种频率高于20kHz频率的机械波，超声波在一个振动周期内传播距离短，在气态介质、液态介质或者固态介质传播时间各不相同，超声波以纵波形式在空气中传播，具有不可见性、定向性好的特点，超声波还有能量集中消耗缓慢、传播距离远、反射能力强的特点。
故超声波测距系统作为采用非接触性的测量方式并且整个系统架构简单、设备成本低。
超声波探测系统响应速度能够做到在界面快速显示，符合人们对探测设备结果准确率的要求。
所以超声波测距大多运用在车辆障碍物探测，工业探测如探测液体或管道深度等。
超声波测距系统在机器人视觉识别等领域应用也非常广泛。
目前世界常用的超声波测距方法主要有三种，分别是：
时间渡越法、相位检测法和声波幅值检测法[2]。
由于超声波信号在介质中进行传输是需要一定传播时间过程所以超声波测量距离的本质是对时间的测量，故本系统采用的是时间渡越法。
时间渡越法大多数应用在需要测量距离长、数据实时反应的场合上。
时间渡越法即：
超声波发射器脉冲激励探头在接收到发射命令后会持续发射出长约6mm的超声波信号，信号在空气介质中传输一段时间，在遭到目标物体阻碍后超声波信号会被折射回来，然后折射回来的超声波信号被系统信号处理模块所获取到。
超声波测距系统根据所记录到的信号时间差，由此得出超声波在这段时间里的传播距离即为本系统与障碍物的相距距离。
图2-2为超声波测距原理图。
图2-2
第三章系统设计
3.1硬件设计
3.1.1超声波模块设计
本系统的超声波感应模块选择使用HC-SR04元件设备模块是因为HC-SR04超声波模块主要是由两个通用的压电陶瓷超声传感器。
由于SR04传感器的探头发出信号和接收信号都比较微弱，所以模块自带信号放大电路，在整个信号放大电路中，信号分别经过了第一级放大器Amp，第二级是贷通滤波器BandpassFilter，第三级又是一个Amp放大器电路，最后一级则是比较器电路。
图3-1为信号放大电路图。
图3-1
较于其他传感器模块相对比下，HC-SR04超声波传感器模块其性能稳定较适合本系统。
图3-2为HC-SR04传感器实物图。
图3-2
（1）模块主要电气参数如图3-3所示
图3-3
（2）模块引脚
HC-SR04传感器总共有4个引脚：
回波引脚（Echo）、脉冲触发引脚（Trig）、VCC和GND。
（3）工作原理
超声波模块会通过IO口TRIG来触发程序将一个高电压输出信号传输到脉冲触发引脚。
超声波模块里的信号发送头便会往外发送一段超声波信号，同时回波引脚的电平将由低变高等待高电平输出，一有输出定时器便开始工作进行时间记录。
当超声波接收器获取到反射回来的超声波信号后，回波引脚的电压信号就会由高电压降到低电压[3]。
此时定时器停止记录时间工作，定时器所记录到的时间值即为整个测测过程所用到的时间。
测量距离与声速之间满足下列关系：
测试距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2就可以算出本设备到障碍物的距离。
多次重复周期的测量，就可让本系统达到实时更新。
整个控制时序如图3-4所示。
图3-4
（4）注意事项
定时器所记录到的时间是小数点后4位微秒级别而定时器所测量距离带来的误差是小数点后3位毫米级别，如此微小的偏离值在记录实验结果时可不作考虑，HC-SR04电子元件一般不建议设备进行连接操作时跟电源相连通，若一定要在设备进行连接操作时跟电源相连通，则首先要将电源跟模块的GND端引脚相接通，同时焊接的时候要等焊接铁头达到合适高温后将焊接铁头电源断开再进行焊接，避免电流导通整个电路将电子元件内部造成损害。
在进行测量目标物体距离的时候，一般要求被测量目标物体面积应达到0.5平方米以上，还要求在整个测量水平面上测量设备跟目标物体尽可能保持同一水平面上，否则超声波信号会折射偏离导致整个测量结果可信度不高。
超声波模块电路图如图3-5所示。
图3-5
3.1.2距离限制模块设计
距离限制模块主要包括一个LED灯和一个蜂鸣器连接起来再加外围其他电路一起构成的模块，系统开启时，距离限制模块可以根据跟实际探测到的距离跟提前设置的限制距离进行设定，当实际探测到的距离小于系统提前设置好的限制距离，单片机会在B7口引脚发送低电压信号，此时整个距离限制模块的电路都会被连通起来。
蜂鸣器和发光二极管同时出现声光报警，提示使用者距离障碍物距离过近，需多加注意提前进行规避，避免发生意外。
蜂鸣器电路如图3-6所示，LED电路如图3-7所示。
图3-6
图3-7
3.1.3复位电路设计
单片机进行复位主要目的在于把寄存器所记录到并存放在里面的数据用单片机初始数据替换掉，每次单片机开始使用前都需要进行复位操作，因为单片机中央处理器和系统各个电子部件都需要在初始状态下才能开始正常运行。
但是单片机容易在正常工作状态下受到外部环境因素的影响导致寄存器所记录存放的数据产生丢失或者乱码现象而使单片机无法进行正常工作或计算出的结果不正确时整个程序均需要进行复位，以便STM32单片机程序重新开始运行。
现市面上很多单片机内部都已经集成复位电路并不需要额外外接复位电路。
工作原理：
单片机整个复位电路主要有电阻、电容、复位按键组成，初始状态下，电容内的电压几乎可以忽略不计，电容电阻阻值十分小。
当整个设备接通电源后，电流从电源输入经过电阻给电容进行充电，此时电容两头的电压呈指数上升形式从低电压逐渐上升到高电压而电阻两头的电压呈指数下降形式从高电压逐渐下降到低电压。
正因为这样，复位脚由低电位升到高电位，在开机0.1S内引起了内部电路的复位工作。
在单片机接通电源进入工作不久后，电容两头电压处于高电平而电阻两头电压处于低电平，因此能够保证整个单片机系统正常工作的要求。
当复位按键被按下的过程中，电容因为跟复位按键形成电流回路直接被短路，电容两头的电压由呈指数下降形式从高电压逐渐下降到低电压，于是单片机系统又进行了一次复位工作。
图3-8为复位电路图。
图3-8
3.1.4晶振电路设计
目前市面上每个单片机电路里都自带晶振电路，晶振的专业名称为石英晶体谐振器，通常单片机的晶振工作于并联谐振状态主要用来产生高精度振荡频率。
一般由一个石英晶体谐振器元件和两个陶瓷材料做成的隔离介子电容构成整个晶振电路，石英晶体谐振器元件和陶瓷材料隔离介子电容是没有正负极相分的，但两个陶瓷材料隔离介子电容相互连接的那一端一定要与地线相连。
在整个stm32系统里晶振电路与单片机里其他工作模块电路互相配合工作，发送单片机系统正常工作需要的时钟振荡频率是单片机系统正常工作的保证。
整个单片机系统正常工作能够发送指令并能正确执行指令操作都是在这个目标前提条件下执行的，晶振电路所输出的时钟振荡频率越高，整个单片机系统处理程序工作所需要的时间就越少。
石英晶体谐振器能将电能和机械能通过一种石英晶体进行能量间的相互转换并支持在共振状态下保持正常运行，为整个单片机系统提供平稳且准确的单频振荡频率。
有一部分的晶振在通过外部添加电压的情况下能够改变其输出频率大小，这类晶振被称为压控振荡器。
如果振荡器没有输出频率，整个单片机系统则无法正常运行，如果振荡器输出频率混乱，会导致整个单片机系统各个设备时间不统一，在系统运行时尤其在设备通信过程中能够明显看到设备之间没有统一的时间，整个系统设备将无法进行数据通信，所以通常做法都是一个系统共用一个晶振使单片机每个设备的时间能得到统一避免出现运行时间的不同步，而有些通讯系统可以通过调整输出频率的途径来让其基频和射频两个频率保持同步。
图3-9为晶振电路图。
图3-9
3.1.5蓝牙传输模块设计
蓝牙传输模块的工作原理：
设备通过发送在射频频段的电磁波来达到相互数据通信的目的，支持蓝牙通信的设备包含一个蓝牙传输模块和一个蓝牙通信程序。
当两台蓝牙设备想要相互进行数据通信时，它们就需要进行配对。
蓝牙设备之间的通信在短程的临时网络中进行，这种网络可容纳两至八台设备进行连接。
蓝牙模块可以作为主设备和从设备，当网络环境创建成功，一台设备作为主设备，而所有其它设备作为从设备。
主设备就是能够搜索别的蓝牙模块并主动建立连接，从设备则不能主动建立连接。
本系统采用的是蓝牙HC05模块是主从一体的蓝牙串口模块，简单来说，当蓝牙设备与蓝牙设备相互配对连接成功后，直接将蓝牙当做串口用。
当建立连接完成后，两设备共同使用一通道也就是同一个串口，一个设备发送数据到通道中，另外一个设备便可以接收通道中的数据。
HC05蓝牙模块支持从4800bps-1382400bps间的标准波特率，使用时波特率一定要匹配，VCC接VCC，GND接GND，蓝夜模块上的TX接单片机上的RX，蓝牙模块上的RX接单片机上的TX。
端口模式设置如图3-10所示。
图3-10
关于蓝牙传输模块的调试：
HC-05蓝牙串口传输模块有两种工作模式：
命令响应工作模式（AT）和自动连接工作模式。
在自动连接工作模式下蓝牙传输模块又可以分为主（Master）、从（Slave）和回环（Loopback）三种不同的工作角色。
当蓝牙传输模块在灯快速闪烁的时候，它就是进入自动连接工作模式的状态会将数据按我们提前设置好的方式连接自动进行数据传输到PC端上。
用户要想向蓝牙传输模块发送响应工作模式指令，进入蓝牙传输模块设置控制初始数据大小或者发送一些设备管理控制指令给控制设备则要当蓝牙传输模块正处于响应模式下才能执行响应指令。
而蓝牙传输模块要进入命令响应模式有两种方法：
一种是蓝牙传输模块接通电源，通过蓝牙设备未互相配对的情况下就是响应工作模式，当前波特率一般初始为：
9600，每次发送响应指令时，都必须将蓝牙传输模块设置为高电平一次。
另一种方法是，先将蓝牙传输模块引脚电平置高后，再将电源与蓝牙传输模块互相连接，此时蓝牙传输模块就会进入响应工作状态，波特率为：
38400。
图3-11为蓝牙电路图。
图3-11
3.2软件设计
3.2.1上位机软件部分
本系统上位机设计以VisualStudio2019编程软件为开发环境，运行环境为.net环境。
Java编程语言的特点是在各种平台都能进行编程，企业大多使用Java语言进行开发。
.net的特点则是可以兼容任何编程语言在Windows平台上进行开发也可以跟java一样跨平台开发并没有平台的局限性。
本次编程语言则采用C#。
整个上位机软件主要包括：
函数定义、建图部分、数据获取部分、绘图部分这四大部分。
如图3-12为上位机主要流程图。
图3-12
函数定义即：
开头初始定义上位机软件需要用到的角度函数名、雷达线函数名、长度跟宽度函数名、颜色函数名、背景图函数名、扫描线起始位置函数名等。
建图部分即：
主要目的建立一个显示界面，界面左上角有波特率显示窗口、串口选择窗口、限制距离设置窗口、连接串口功能选项、清屏功能选项、报警功能选项。
数据获取部分：
接收蓝牙发送过来的数据；将数据分为两个部分，一个部分表示当前角度，另一个部分串表示测量距离；将实际测量的数据按比例映射到软件图形显示界面上；舵机转动角度的判断，扫描范围一共180度，若扫描角度超过180度，则舵机进行反转。
反之，若扫描角度低于0度舵机也进行反转。
绘图部分：
清屏函数（因为数据会残留在显示界面，故需要一段时间进行显示界面数据清除）；绘制显示界面的分区线；极坐标的转换；根据角度信息和和距离信息在显示界面绘制障碍物，用红点表示障碍物；把角度、距离打印到功能窗口模块，显示出来。
图3-13为PC端软件显示界面。
图3-13
上位机软件显示界面运行原理：
运行上位机软件系统，选择串口跟波特率，当上位机软件读取到蓝牙传输发送过来的数据便进行数据转换，开始绘制图形，绘制完成后程序结束。
从串口读取数据到绘制结束为一次过程。
INT中断每发送一次，就进行一次操作过程，如此重复形成类似循坏的过程。
3.2.2单片机程序设计
单片机程序采用Arduinoide环境进行开发选用C++语言进行编程。
整个单片机硬件设备以STM32单片机为核心设备，通过STM32主控制器控制其他模块部分。
整个超声波单片机程序内容主要包括元件引脚的定义、初始化串口模块、初始化引脚的模式、舵机的转动角度判断及其延时函数、超声波数据函数、脉宽获取函数、预警距离判断函数、发送数据函数。
根据硬件部分和软件部分综合整理整个超声波雷达探测系统的工作原理就是：
硬件设备开始上电；主程序对整个超声波测量系统开始进行初始化设置，让各个模块进入初始化状态避免出现意外；当超声波模块接收到单片机发来的发送命令便立刻发送信号系统打开计时器一边进行数据记录一边等待；检查是否获取到折射回来的超声波信号，若获取不到，则继续发送超声波信号。
若获取到，则将定时器所记录到的时间进行算法运算。
根据算法公式得出一个数值，此数值即为系统计算为本系统距离障碍物的测量距离；系统则将算出所得的测量距离数值跟已经提前设置好的预警距离数值进行比较；若算出所得的测量距离小于设置好的预警距离数值，则预警模块进入工作；预警模块分为两大部分，一部分是LED部分，报警时，LED灯会规律较快的闪烁；另一部分是蜂鸣器部分，报警时，蜂鸣器会发出声响以达到提示的效果；若算出所得的测量距离大于设置好的预警距离数值，则预警模块不会工作，直到算出所得的测量距离小于设置好的预警距离数值时，才会工作；在主程序计算出测量距离数值的同时，会经过蓝牙模块将舵机旋转角度跟算出的距离数值传输到上位机软件里来；上位机软件部分则会绘画出一个半圆图形，上面会有一条扫描线在180度以内左右来回扫描，上位机软件则会根据串口发送来的数据绘制到半圆图形界面上，界面上左上角功能窗口会显示障碍物的角度方向位置跟测量距离数据并会一直实时更新，但需要不定时进行清屏数据处理。
探测到的障碍物则会以红点的形式显示在画面上且停留几秒。
功能窗口还有一个距离设置大小的功能模块，可以设置预警距离大小。
3.3系统总设计
本系统计出一种性能优势高于传统雷达的小型易携带雷达探测系统。
受倒车雷达的启发，在其基础上进行功能添加，使功能性和应用范围得到增加。
本次设计的雷达探测系统主要包含有单片机控制部分、超声波信号处理部分、上位机软件部分、预警提示部分、蓝牙通信部分等。
本系统其设计思路是主要以STM32单片机为核心元件，当系统被开启时，超声波发射模块会向前方发射超声波信号且定时器开始记录过程时间，信号抵达目标物体表面处遭到阻碍折射，当折射回来的超声波信号被超声波接收模块一获取到定时器便停止记录时间。
超声波测距模块则开始根据所记录到的时间数据从而算出本超声波发射模块与障碍物的位置距离。
由于避免只能固定扫描一个方向的角度范围，故添加舵机实现转动扫描增加灵活性。
经过一轮数据整合通过蓝牙模块传输到PC端上显示，为了更加人性化、智能化，更好地体现本系统的工作状况。
PC端上位机软件可以显示障碍物位置方位及其距离让使用者一目了然。
上位机模块里面还可包含有设置预警
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