Основы проектирования аппаратных средств Интернета вещей

Бакалавриат 2025/2026

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: 3-й курс, 3, 4 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

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

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 80

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

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

Авторы

Королев Павел Сергеевич
Сотникова Светлана Юрьевна
Иванов Илья Александрович

Программа дисциплины