本书以天津启诚伟业科技有限公司提供的TQD-Micromouse-JD 智能鼠为载体，
是智能微型运动装置（Micromouse）技术与应用系列丛书的进阶篇。

本书以真实工程项目为背景，通过“初级篇”、“综合篇”和“竞技篇”三
篇讲述了智能鼠的发展、硬件、开发环境、基本操作；智能鼠单元调试、创新竞
赛；智能鼠算法解析、竞赛迷宫范例、走迷宫竞赛等。同时，本书附录提供了国
际Micromouse 走迷宫竞赛相关知识、智能鼠器件清单、智能鼠迷宫图库等丰富资源。

本书在重要的知识点、技术（技能）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。

本书适合作为职业院校相应专业综合与创新实践教学的指导书，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用书。

智能鼠”，英文名为Micromouse，是使用嵌入式微控制器、传感
器和机电运动部件构成的一种智能微型运动装置（嵌入式微型机器人）， 
智能鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选择路径，采用相应的算法，
快速到达所设定的目的地。智能鼠走迷宫竞赛结合了机械、电子、控制、
光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。

四十多年来，电气电子工程师学会（IEEE）每年举办一次国际性
的智能鼠走迷宫竞赛，自举办以来各国踊跃参加，尤其是美国和欧洲国
家的高校学生，为此有些大学还特别开设了“智能鼠原理与制作”的选
修课程。中国从2007 年开始在上海长三角地区举行小规模尝试性比赛。
2009 年天津启诚伟业科技有限公司将这项国际赛事引进天津，以工程
实践创新项目教学模式，对智能鼠走迷宫竞赛进行本土化创新改革，对
于后期智能鼠竞赛的开展和走进课堂、融入教学起到关键性的作用。经
过多年的蜕变与优化，“智能鼠”已经成为集“职业性、综合性、先进性、
趣味性”于一体的创新实践教育平台，在推动课程改革，提高教学质量，
培养学生的工程实践创新能力等方面发挥了重要的作用。

为了将智能鼠的成果进一步推广应用，我们特组织编写了智能微
型运动装置（Micromouse）技术与应用系列丛书，以天津启诚伟业科技
有限公司提供的TQD-Micromouse-JQ/JD/JM 三款智能鼠为载体，按照
不同学习人群，由浅及深，由易到难，分为“基础篇”、“进阶篇”和“高
级篇”三册。每册均以真实工程项目为背景，采用项目式的教学模式编写。

本系列丛书分别以精巧、精典、精妙智能鼠为载体进行实践教学。
采用项目式教学模式，遵循递进原则，从“玩转”到“掌握”，再到“精通”
， 
从“流程图趣味编程”到“高级语言算法开发”，从“步进电动机简单动作”
到“空心杯电动机精确控制”，丰富学习者的工程实践知识和技术应用
经验，拓展学习者的专业视野，内化形成良好的职业素养，提升学习者
的实践创新能力。本系列丛书为目前国内首套系统化讲解智能鼠原理与
制作的书籍，所选案例均来自真实的工程项目，编者来自国内长期从事
智能鼠研究与开发、国际Micromouse 走迷宫竞赛获奖的院校和企业。

本系列丛书在重要的知识点、技术（技能）点和素养点上，配有
丰富视频、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。作者长期的国际化教学活动积淀，使得本系列丛书成为推进“中、
高、本、硕”贯通国际化人才培养实践的教学载体，可以作为不同类型、
不同层次学校的教师、学生开展教学活动的指导和学习用书：基础教育
学校可以借助本系列丛书开展职业启蒙、科技活动和特色教育；职业院
校可选用本系列丛书作为相对应专业综合与创新实践教学的指导用书
； 
本科层次，特别是“新工科”，可使用本系列丛书作为信息与自动化技
术融合与创新学科教学的指导用书。本系列丛书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用书。

本书由天津大学教授王超，南开大学副教授高艺，启诚电脑鼠创
始人、天津启诚伟业科技有限公司总经理宋立红编著。国际专家美国麻
省理工学院教授David Otten 和英国伯明翰城市大学教授Peter Harrison 
参与本书编写及英文版的译审，并专门为本系列丛书写了贺信。本丛书
在编写过程中得到了天津大学、南开大学、天津机电职业技术学院、天
津渤海职业技术学院、美国麻省理工学院、英国伯明翰城市大学和新加
坡义安理工学院等相关院校教授专家的大力支持。天津启诚伟业科技有
限公司的工程师陈立考、薛楠、宋姗为本系列丛书出版提供了企业实际
工程案例、二维码视频及动画。衷心感谢天津市教育委员会、天津市教
育委员会职业技术教育中心、中国铁道出版社有限公司、天津启诚伟业
科技有限公司对本教学资源开发提供的指导与帮助。本系列丛书由中国
铁道出版社有限公司支持出版，并通过鲁班工坊在“一带一路”沿线国
家以英文出版。

限于编者的经验、水平以及时间，书中难免存在不足和缺漏，敬
请专家、广大读者批评指正。

编　者
2019 年6 月

第一篇 初级篇 ...................................................................
. 
001


项目一了解智能鼠的发展 .........................................................003
任务一了解智能鼠起源 .........................................................003
任务二认识智能鼠迷宫 .........................................................009
思考与总结 .................................................................................012


项目二了解智能鼠硬件 .............................................................013
任务一认识智能鼠基本结构 .................................................014
任务二认识智能鼠核心控制板 .............................................017
思考与总结 .................................................................................019


项目三学习智能鼠开发环境 .....................................................020
任务一认识IAR EWARM 开发环境 ......................................020
任务二学习智能鼠程序下载 .................................................023
思考与总结 .................................................................................029


项目四掌握智能鼠的基本操作 .................................................030
任务一与智能鼠人机互动 .....................................................030
任务二红外检测的实现 .........................................................043
任务三智能鼠的运动控制 .....................................................059
思考与总结 .................................................................................068


第二篇 综合篇 ....................................................................069


项目一掌握智能鼠功能任务 .....................................................071
任务一掌握智能鼠直行的方法 .............................................071
任务二掌握智能鼠精确转弯的方法 .....................................079
思考与总结 .................................................................................088


项目二了解智能鼠创新竞赛 .....................................................089
任务一学习使用7289调试模块 .............................................089


 
智能鼠原理与制作（进阶篇）

任务二实现智能鼠直行和转弯功能 .....................................091
任务三非接触式启动和停止智能鼠 .....................................098
任务四学习智能鼠连续转弯 .................................................104
任务五学习45°转弯控制 .......................................................107
任务六掌握智能鼠轨迹运行控制（8字型） .......................110
思考与总结 .................................................................................112


第三篇 竞技篇 .....................................................................113


项目一学习智能鼠算法 .............................................................115
任务一了解智能鼠搜索迷宫的策略 .....................................115
任务二掌握智能鼠搜索迷宫的基本法则 .............................116
任务三建立迷宫坐标和绝对方向 .........................................119
任务四　实现智能鼠搜索算法 .................................................121
思考与总结 .................................................................................132
项目二　掌握智能鼠路径优化算法 .............................................133
任务一　学习制作等高图 .........................................................133
任务二　实现智能鼠等高图转弯加权算法 .............................138
思考与总结 .................................................................................142
项目三　尝试智能鼠走迷宫竞赛 .................................................143
任务一　认识智能鼠走迷宫的规范 .........................................143
任务二　掌握竞赛迷宫要点....................................................145
思考与总结 .................................................................................148


附录 ......................................................................................149


附录A　风靡全球的国际Micromouse走迷宫竞赛 ......................151
附录B　世界智能鼠经典赛事迷宫范例 .......................................162
附录C　TQD-Micromouse-JD器件清单 .....................................164
附录D　学时安排 ..........................................................................165
附录E　电路图形符号对照表 .......................................................166

王超，天津大学，高艺，南开大学，宋立红，天津启诚伟业科技有限公司

本系列丛书分别以精巧、精典、精妙智能鼠为载体进行实践教学。
采用项目式教学模式，遵循递进原则，从“玩转”到“掌握”，再到
“精通”，从“流程图趣味编程”到“高级语言算法开发”，从“步进
电动机简单动作”到“空心杯电动机精确控制”，丰富学习者的工程实
践知识和技术应用经验，拓展学习者的专业视野，内化形成良好的职业
素养，提升学习者的实践创新能力。本系列丛书为目前国内首套系统化
讲解智能鼠原理与制作的书籍，所选案例均来自真实的工程项目，编者
来自国内长期从事智能鼠研究与开发、国际Micromouse走迷宫竞赛获奖
的院校和企业。