本书是“智能微型运动装置（Micromouse）技术与应用系列丛书”之分册，是“十四五”职业教育国家规划教材。 本书以天津启诚伟业科技有限公司提供的TQD-MicromouseJS智能鼠为载体，把工程实践创新项目（EPIP）教学模式巧妙嵌入实训课程体系，扎根真实工程场景，引领学生在攻克实际难题进程中，逐步培养勇于探索未知、敢于直面挑战的进取精神。通过“基础知识篇”、“综合实践篇”和“拓展竞技篇”三篇讲述了智能鼠的发展、硬件、开发环境、基本操作，智能鼠高级功能、智能鼠实战任务，智能鼠的路径规划和行为决策算法、智能鼠路径规划原理、智能鼠走迷宫程序设计、智能鼠数字孪生等。同时，本书附录提供了国际Micromouse走迷宫竞赛相关知识、智能鼠迷宫图库、国际实训课程标准等丰富资源。 本书在重要的知识点、能力点和素养点上，配有丰富的视频、图片、文本等资源，学习者可以通过扫描书中二维码获取相关信息。 本书适合作为高等职业院校电子信息类、自动化类等相关专业综合与创新实践教学的教材，还可作为相关工程技术人员培训用书及智能鼠爱好者参考书。

在前沿科技蓬勃发展的当下，数智化手段为教育领域带来了前所未有的变革契机。为积极响应和全面贯彻党的教育方针，深入落实习近平总书记关于职业教育工作和教材工作的重要指示批示精神，切实履行立德树人的根本任务，充分发挥课程思政的价值引领作用，作为一线教师，我们积极行动、躬身实践，对《智能鼠原理与制作（进阶篇）》进行了全面且细致的修订。


第二版教材编写团队由长期从事信息、自动化、人工智能技术的教学一线教师和知识底蕴丰厚、技术经验丰富的企业技术工程师组成。本书所选案例均来自真实的工程项目。书中提供了二维码微课视频、PPT和实训课程标准等丰富的配套资源。第二版在保留第一版核心内容与特色的基础上，从三方面进行了修订：


1．融入课程思政元素


借智能鼠发展历程的学习，贯穿立德树人理念，引导学生培养民族自信与家国情怀，强化科创精神与协作意识，实现知识结构与价值观的同步塑造。


2．采用EPIP项目式教学


从模块化改为以国家级优秀教学成果EPIP为模式，设十个项目，各项目含2～4个工作任务，按“学习目标-实现任务-思考与总结”结构呈现内容，培养工程意识，提升实践创新能力。


3．更新技术，对接产业


更换微处理器：第一版智能鼠核心微处理器为进口LM3S615 CPU。为积极推动国产信创微处理器的广泛应用，第二版选用国产ESP32 CPU。ESP32集成 Tensilica Xtensa LX6 32位双核处理器，时钟频率达240 MHz，内置Wi-Fi、蓝牙及多种网络协议栈，拓展应用场景，提升性能、安全性，降低功耗。


新增数字孪生技术：在拓展竞技篇中，新增智能鼠数字孪生技术部分。涵盖基础理论与应用，可在虚拟环境测试中优化智能鼠；数据采集与传输技术，依托场景需求选择Wi-Fi等技术采集运行数据；可视化交互设计，直观呈现数据，实现用户与模型交互，助力理解运行机制与决策机制。


本书由天津大学王超、天津职业技术师范大学董建、天津城市建设管理职业技术学院黄瑞任主编，天津启诚伟业科技有限公司宋立红、天津城市职业学院师建军、南开大学高艺任副主编。具体编写分工如下：宋立红编写第一篇中项目一项目二以及附录内容,黄瑞编写第一篇中项目三、项目四以及第三篇中项目一，董建编写第二篇中项目一、项目二以及第三篇中项目二，师建军编写第三篇中项目四以及全书PPT的制作，高艺负责编写第三篇中项目三以及全书中二维码微课视频制作，王超负责全书案例开发的组织以及全书的统稿工作。天津职业技术师范大学郝夏毅、天津启诚伟业科技有限公司宋姗参与了本书部分内容编写和软硬件测试工作。


本书在编写过程中得到了天津大学、天津职业技术师范大学、天津城市建设管理职业技术学院、天津城市职业学院的大力支持。衷心感谢中国铁道出版社有限公司、天津启诚伟业科技有限公司对本书出版提供的指导与帮助。限于编者的经验、水平以及时间，书中难免存在不妥之处，敬请专家、广大读者批评指正。


编 者


2025年3月

第一篇基础知识篇001项目一智能鼠的发展历程003任务一智能鼠的起源003任务二智能鼠的竞赛与调试环境010项目二智能鼠的硬件结构014任务一智能鼠的组成014任务二智能鼠的核心控制板016项目三智能鼠的开发环境020任务一开发环境搭建020任务二智能鼠的程序下载022项目四智能鼠的基本功能操作029任务一智能鼠的红外检测029任务二智能鼠的电动机驱动036任务三智能鼠的姿态控制045第二篇综合实践篇053项目一智能鼠高级功能055任务一智能鼠直行的控制方法055任务二智能鼠精确转弯的控制方法059项目二智能鼠实战任务062任务一非接触式启动和停止控制062任务二“8”字形路径运行控制067第三篇拓展竞技篇071项目一智能鼠的路径规划和行为决策算法073任务一迷宫搜索的常用策略073任务二迷宫搜索的基本法则074项目二智能鼠路径规划的原理080任务一迷宫信息的存储方法080任务二等高图的制作方法

王超，天津大学。董建，天津职业技术师范大学。黄瑞，天津城市建设管理职业技术学院。

本书是“智能微型运动装置（Micromouse）技术与应用系列丛书”之分册，是“十四五”职业教育国家规划教材。


本书以天津启诚伟业科技有限公司提供的 TQD-Micromouse JS 智能鼠为载体，把工程实践创新项目（EPIP）教学模式巧妙嵌入实训课程体系，扎根真实工程场景，引领学生在攻克实际难题进程中，逐步培养勇于探索未知、敢于直面挑战的进取精神。通过“基础知识篇”、“综合实践篇”和“拓展竞技篇”三篇讲述了智能鼠的发展、硬件、开发环境、基本操作，智能鼠高级功能、智能鼠实战任务，智能鼠的路径规划和行为决策算法、智能鼠路径规划原理、智能鼠走迷宫程序设计、智能鼠数字孪生等。同时，本书附录提供了国际Micromouse 走迷宫竞赛相关知识、智能鼠迷宫图库、国际实训课程标准等丰富资源。