Бакалавриат 2026/2027

Основы проектирования аппаратных средств Интернета вещей

ID 978370

Статус: Курс обязательный (Цифровые технологии и телекоммуникации)

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 4-й курс, 1 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Иванов Илья Александрович, Королев Павел Сергеевич, Сотникова Светлана Юрьевна

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 28

Программа дисциплины

Аннотация

В рамках курса студенты знакомятся с основными этапами проектирования аппаратных средств Интернета вещей: схемотехническое проектирование, компоновка и трассировка печатных плат, моделирование разнородных физических процессов. Рассматриваются вопросы технологии сборки печатных узлов, испытаний и прототипирования. Проектирование осуществляется с использованием специализированных программных комплексов.

Цель освоения дисциплины

• Изучение основных принципов и методов проектирования устройств интернета вещей, овладение современными специализированными программными комплексами, позволяющими вести разработку.

Планируемые результаты обучения

• Владеет терминологией. Эффективно использует понятийный аппарат в объеме, достаточном для осмысленного выполнения заданий практического характера.
• Применяет программное обеспечение для моделирования механических режимов. Синтезирует модель механических процессов. Проводит анализ результатов моделирования и формулирует рекомендации по внесению схемных и конструкторских улучшений.
• Знает основные методы защиты от тепловых и механических перегрузок для повышения надежности. Умеет рассчитывать вероятность безотказной работы устройства.
• Применяет принципы системного подхода к разработке устройства интернета вещей. Находит необходимую информацию для проведения автоматизированного проектирования. Знает классификацию и основные функции программных комплексов для моделирования.
• Применяет программное обеспечение для моделирования тепловых режимов. Синтезирует модели тепловых процессов. Проводит анализ результатов моделирования и формулирует рекомендации по внесению схемных и конструкторских улучшений.
• Применяет программное обеспечение для разработки конструкции корпуса устройства интернета вещей.
• Применяет программное обеспечение для схемотехнического моделирования. Проводит анализ результатов моделирования и формулирует рекомендации по внесению схемных улучшений. Размещает элементы на печатной плате. Разрабатывает топологию.

Содержание учебной дисциплины

• Введение в дисциплину. Термины и определения. Особенности устройств интернета вещей.
• Разработка технического задания в соответствии с ГОСТ.
• Стадии и этапы жизненного цикла устройств интернета вещей. Конструкторская документация. Системный подход к проектированию устройств интернета вещей.
• Схемотехническое проектирование устройств интернета вещей. База электрорадиоэлементов. Карты рабочих режимов.
• Топологическое проектирование печатных плат и компоновка печатных узлов устройств интернета вещей.
• Разработка конструкций устройств интернета вещей: виды конструкций, материалы, элементы креплений. Экранирование.
• Особенности конструкций высокочастотных устройств интернета вещей.
• Обеспечение тепловых режимов работы устройств интернета вещей. Виды теплообмена. Электротепловая аналогия. Метод конечных элементов, метод конечных разностей. Виды теплоотводов.
• Обеспечение механических режимов работы устройств интернета вещей. Виды воздействий. Виброизоляторы.
• Основы надежностного проектирования устройств интернета вещей.

Элементы контроля

• Активность (посещаемость)
• Отчет
  Отчет, выполняемый студентами каждой бригады, должен содержать оформленную конструкторскую документацию и проведенное моделирование тепловых и механических режимов работы разрабатываемого устройства ИВ в течение 3 и 4 модуль.
• Отчет по практическим работам
• Итоговый тест
• Защита с презентацией результатов работы
• Лабораторная работа (пайка)
• Домашнее задание
  Домашние работы выполняются побригадно и высылаются на проверку в установленные преподавателем сроки
• Практические работы
  Выполнение заданий на практических работах модуля. В конце занятия студенты каждой бригады прикрепляют отчет в Смарт ЛМС.

Промежуточная аттестация

• 2025/2026 3rd module
  0.25 * Домашнее задание + 0.15 * Активность (посещаемость) + 0.35 * Защита с презентацией результатов работы + 0.25 * Итоговый тест
• 2025/2026 4th module
  0.2 * Защита с презентацией результатов работы + 0.05 * Активность (посещаемость) + 0.2 * Домашнее задание + 0.2 * Итоговый тест + 0.1 * Лабораторная работа (пайка) + 0.15 * Отчет + 0.1 * Практические работы
• 2026/2027 1st module
  0.1 * Активность (посещаемость) + 0.5 * Отчет по практическим работам + 0.4 * Итоговый тест

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE : пер. с нем., Хайнеман, Р., 2008
• Зараменских Е.П., Артемьев И.Е. - Интернет вещей. Исследования и область применения - 978-5-16-019914-6 - ИНФРА-М - 2026 - https://znanium.ru/catalog/product/2209240 - 2209240 - ZNANIUM
• Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств - Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В., Белоусов О. А., Курносов Р. Ю. - Издательство "Лань" - 978-5-507-47453-0 - 2024 - русский - https://e.lanbook.com/book/378464 - ЛАНЬ - 378464
• Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры, Кечиев, Л. Н., 2007
• Проектирование функциональных узлов и модулей радиоэлектронных средств : учеб. пособие, , 2018

Рекомендуемая дополнительная литература

• Автоматизированное проектирование промышленных изделий - Головицына М.В. - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - - - 2016 - русский - https://e.lanbook.com/book/100573 - ЛАНЬ - 100573
• Исследование тепловых характеристик РЭА с применением программного комплекса ТРиАНА - Воловиков В.В., Дектерев М.Л., Кофанов Ю.Н., Преснякова Г.О. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-124-2 - 2014 - русский - https://e.lanbook.com/book/73057 - ЛАНЬ - 73057
• Конструирование блоков радиоэлектронных средств - Муромцев Д.Ю., Белоусов О. А., Тюрин И. В., Курносов Р. Ю. - Издательство "Лань" - 978-5-507-44388-8 - 2022 - русский - https://e.lanbook.com/book/226472 - ЛАНЬ - 226472
• Методы и средства испытаний аппаратуры на механические воздействия : учеб. пособие, Шалумов, А. С., 2009
• Печатные платы и узлы гигабитной электроники, Кечиев, Л. Н., 2017
• Управление качеством при проектировании теплонагруженных радиоэлектронных средств : учебное пособие для вузов, Жаднов, В. В., 2004
• Экранирование технических средств и экранирующие системы, Кечиев, Л. Н., 2010

Авторы

• Королев Павел Сергеевич
• Сотникова Светлана Юрьевна
• Иванов Илья Александрович