23. Конструирование электроники, систем управления и связи

Наименование модуля:

Модуль 23. Конструирование электроники, систем управления и связи

Элементы модуля:

Элективные дисциплины

Антенно-фидерные устройства

Микроволновые устройства

Основы проектирования аппаратно-программного комплекса Smart-City

Роботизированные системы

Интеллектуальные технологии в телекоммуникационных сетях и системах

Проектирование системы на основе программируемых логических интегральных схем

Системы искусственного интеллекта

Электромагнитные возможности

Радиоприемники 

Обязательные предметы 

Производственная практика 2

Семестр обучения:

6

Преподаватели:

Антенно-фидерные устройства – Риттер Д.В.
Микроволновые устройства – Петров П.А.
Основы проектирования аппаратно-программного комплекса Smart-City – Молдахметов С.С. 
Робототехнические системы – Петров П.А. 
Интеллектуальные технологии в телекоммуникационных сетях и системах – Савостин А.А. 
Проектирование системы на основе программируемых логических интегральных схем – Риттер Д.В.
Радиоприемники – Петров П.А.
Электромагнитные возможности – Савостин А.А. 
Системы искусственного интеллекта – Куликова В.П. 
Производственная практика 2 – Крашевская Т.И. 

Язык: 

Русский, казахский 

Связь с куррикулумом:

Радиотехника, электроника и телекоммуникации (Ба)

Форма обучения/число часов в неделю и в семестр: 

6 семестр: часов в неделю – 24 (лекции -3; мастер-классы -3; лабораторные работы-3; самостоятельная работа -15); Опыт работы Стажировка 2 - 120 часов в семестр – 480.

Рабочая нагрузка:

Аудиторная нагрузка: 135 часов

Внеаудиторная нагрузка: 225 часов

Опыт работы Стажировка 2 – 120 часов

Итого: 480 часов

Кредитные пункты:

16 ECTS

Условия для проведения экзаменов:

Для допуска к экзамену студент должен набрать не менее 50 баллов из 100 отводимых на каждую дисциплину модуля

Рекомендуемые условия:

Этот модуль основан на знаниях, полученных в ходе изучения следующих модулей: Основы электротехники, Проектирование электронных устройств, Модули современного электронного оборудования

Предполагаемые результаты обучения

Знать:

- способы передачи, приема и обработки сигналов;
- технические методы создания (генерации и формирования) электрических сигналов, используемые в радиотехнике для радио и телевидения;
- модели, типы и разновидности антенно-фидерных устройств, особенности современных технологий радиопередачи;
- базовый понятийный аппарат и роль антенно-фидерных устройств в телевидении, радиорелейных линиях и связи;
- принципы проектирования и расчета антенно-фидерных устройств;
- принципы построения современных радиотехнических и телекоммуникационных систем;
- основные телекоммуникационные технологии, типы оборудования, используемого в сетях, протоколы сигнализации современных сетей, принципы мультисервисных сетей, принципы сетевого управления;
- физические и математические модели процессов и явлений, лежащие в основе принципов работы радиотехнических устройств и систем;
- современная элементная база, используемая для построения радиоприемников;
- теоретические основы и принципы программирования в радиоэлектронике;
– основы разработки аппаратного и программного обеспечения современных систем автоматического управления;
- классификация ИИ, модели представления знаний, выходные решения и коммуникационные модели в ИИ;
- структура и применение нейронных сетей;
- основные понятия нечетких множеств;
- принципы электромагнитной совместимости технических средств;
- принципы построения робототехнических систем;
- методы, уровни и этапы проектирования; алгоритмы проектирования подсистем роботов.

Уметь:

- рассчитать антенны и СВЧ-устройства различных типов;
- провести натурный эксперимент по измерению основных показателей и свойств антенно-фидерных устройств;
- настройка и установка антенн и микроволновых устройств;
– выполнять расчетные и графические работы по проектированию информационных, электромеханических, электронных и микропроцессорных модулей аппаратных и робототехнических систем;
- рассчитать параметры схем радиоприемных устройств;
- настройка и измерение основных электрических параметров определенных устройств для приема и обработки радиосигналов;
- использовать измерительное оборудование для настройки и тестирования электронных устройств;
- использовать элементы нечетких множеств для математической формализации исходной информации об изучаемой реальной ситуации или процессе принятия решений;
- оценка электромагнитной обстановки при эксплуатации технических средств;
- использовать специальное программное обеспечение для анализа трафика и мониторинга сети

Владеть навыками:

- использовать программное обеспечение для сквозного проектирования антенно-фидерных устройств;
- проектирование СВЧ-блоков электронного оборудования;
– работа со специализированным программным обеспечением для создания устройств и роботизированных систем с использованием датчиков; 
- моделирование программно-аппаратных и робототехнических систем;
- обнаружение и идентификация неисправностей сети;
- разработка технических, схемотехнических и организационных мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости;
- анализ функционирования отдельных узлов современного оборудования и приборов;

Демонстрировать способность:

- эксплуатировать и обслуживать современные антенно-фидерные устройства; 
- выбирать элементы антенно-волноводного оборудования с учетом требований миниатюризации, надежности, электромагнитной совместимости, технологичности, ремонтопригодности, простоты эксплуатации и экономической эффективности;
- оценивать различные аппаратно-программные и робототехнические системы на предмет пригодности для конкретной задачи;
- разобраться в широком спектре проблем, связанных с использованием и перспективами использования ИИ;
- интерпретировать информацию о сетевой статистике;
- для администрирования простейшего сетевого оборудования.

Coдержание:

Антенно-фидерные устройства

Основы теории распространения радиоволн. Типы антенн. Питающие устройства. Расчет поля излучения антенны. Диаграмма направленности антенны. Антенная решетка. Излучение возбужденных поверхностей. Антенны УКВ и КВЧ. Радиорелейная и спутниковая связь. Влияние тропосферы и ионосферы на распространение радиоволн. Тропосферные линии связи.

Микроволновые устройства 

Микроволновая связь. Мобильные сети последнего поколения. Стандарт IEEE 802.11. Стандарт 802.15.4. Беспроводная персональная сеть. Топология персональной сети. Альянс Зигби. Персональные сети Bluetooth и Wi-Fi. Перспективы развития беспроводных сетей.

Основы проектирования аппаратно-программных систем Smart-City

Архитектура и внедрение аппаратных и программных систем умного города. Современные аппаратные модули систем автоматического управления.  Разработка и отладка программного обеспечения для систем автоматического управления.

Роботизированные системы 

Системный подход к проектированию робототехнических систем. Конструктивные особенности робототехнических систем. Имитационное моделирование роботов и робототехнических технологических систем.

Интеллектуальные технологии в телекоммуникационных сетях и системах  

Современные телекоммуникационные технологии. Архитектура современных сетей. Локальная сеть. IP-телефония. IPTV. Сети NGN. Управление сетью. Модель TMN. Проектирование системы на основе программируемых логических интегральных схем

Проектирование цифровых систем

Программируемые логические интегральные схемы. Синтез комбинационных схем на PLD. Синтез конечных автоматов на SPLD. Синтез конечных автоматов на CPLD. Синтез программируемых автоматов на PLD. Проектирование цифровых систем на основе PLD.

Радиоприемники 

Технические свойства радиоприемника. Классификация радиопомех. Высокочастотные усилители, их назначение и свойства. Способы защиты радиоприемников от помех.

Системы искусственного интеллекта

Овладение принципами организации и функционирования АИС, а также практическими навыками их проектирования, овладение системными представлениями о возможностях и областях использования АИС, их архитектурных особенностях и средствах их создания. Особое внимание уделяется изучению методов получения, формализации и структурирования проблемных знаний, а также хранению и использованию знаний в базах знаний.

Электромагнитные возможности

Основные понятия электромагнитной совместимости. Источники электромагнитных помех, их классификация. Методы описания и представления помех. Способ проникновения помех (паразитные каналы).

Производственная практика 2

Общие положения о существующих технологических процессах на предприятии, где проходит практика. Детальное изучение одного из цехов или отделений завода. Выполнение одного из видов индивидуальных заданий: ремонт и наладка оборудования (отдельных узлов); самостоятельное выполнение некоторых этапов производственного процесса цеха; выполнение индивидуальной экспериментальной работы в соответствии с указаниями отдела.

Форма контроля по дисциплине:

Антенно-фидерные устройства – проверка в произвольной форме 
Микроволновые устройства – экзамен в свободной форме 
Системы искусственного интеллекта – компьютерное тестирование
Основы проектирования аппаратных и программных систем Smart-City - компьютерное тестирование 
Роботизированные системы – экзамен в свободной форме 
Интеллектуальные технологии в телекоммуникационных сетях и системах - письменный контрольный экзамен 
Проектирование системы на основе интегрированной программируемой логики 
Схемы - компьютерное тестирование 
Радиоприемники – письменный контрольный экзамен 
Электромагнитные возможности - письменный контрольный экзамен 
Производственная практика 2 – защита отчета по практике 
Отметка модуля: результат защиты отчета по практике

Технические / мультимедийные средства:

Мультимедийная система. Лаборатория антенно-фидерных и СВЧ-устройств. Лаборатория компьютерной математики и электронного моделирования. Научно-исследовательская лаборатория робототехники, Микроэлектроника и энергетическая экология. Лаборатории радиотехнических телекоммуникационных систем и устройств, цифровых систем связи и радиоприемных и передающих устройств.

Литература:

1. А. М. Сомов, С. Ф. Корнев. Система спутниковой связи. – М.: Горячая линия - Телеком, 2012.
2. А. И. Аболиц. Система спутниковой связи. - М.: ИТИС, 2014.
3. Х. Арслан. Сверхширокополосная беспроводная связь / Х. Арслан. - М.: Техносфера, 2012. - 774 с.
4. М. А. Быховский. Развитие телекоммуникаций. На пути к информационному обществу. Разработка спутниковых телекоммуникационных систем: учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2014.
5. В. П. Васильев. Основы теории и расчета цифровых фильтров. – М.: Академия, 2007.
6. А. Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2007.
7. Быков Р. Ю. Основы теле- и видеотехники. – М.: Горячая линия - Телеком, 2006.
8. Дворкович, Виктор Павлович. Цифровая видеоинформация
Системы (теория и практика) / В. П. Дворкович. – М.:Техносфера, 2012. – 1007 с.
9. А. В. Яковлев, А. А. Безбогов, В. В. Родин, В. Н. Симкин. Криптография: Учебное пособие. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2006. - 140 с.
10. М. Я. Лишак. Автоматизация проектирования электронного оборудования. – М.: Высшая школа, 2000.
11. Ю. А. Богатырев, Ю. А. Гребенко. Схемотехническое моделирование электронных устройств. – М.: Изд-во МЭИ, 2007.
12. А. Васин. Радиосистемы передачи информации. – М.: Горячая линия - Телеком , 2005.
13. В. А. Каплун, Ю. А. Браммер, Электронные устройства и элементы радиосистем. - М.: Высшая школа, 2002.
14. П. Роб, К. Коронель. Системы баз данных: проектирование, внедрение и управление. - СПб.: Питер, 2004.
15. Михеева Ю. В. Информационные технологии в профессиональной деятельности. – М.: Академия, 2004.
16. В. Н. Ченцова. Основы охраны труда. – СПб.: СПБГУЭФ, 2004.
17. И. В. Гейц. Охрана труда. – М.: Дело и сервис, 2006.
18. А. А. Раздорожный. Охрана труда и техника безопасности. – М.: Эгзамен, 2006.
19. Ю. А. Лапшин. Охрана труда. - Ульяновск: Ульяновский дом печати, 2008.
20. Б. И. Зотов, В. И. Курдюмов. Безопасность на производстве. - М.: Колос, 2009.
21. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Москва, 2010
22. М. Палмер, Р. Синклер. Проектирование и внедрение компьютерных сетей. Санкт-Петербург, 2011
23. Микрин, Е. А. Ориентация, ввод, сближение и спуск космических аппаратов по данным измерений глобальных спутниковых навигационных систем. - Москва, изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017
24. Яценков В.С. Основы спутниковой навигации. Системы GPRS и ГЛОНАСС. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005
25. Соловьев Ю.А. Спутниковые навигационные системы. - М.: Экотренз, 2000
26. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы. Учебник. СПб. "Питер", 2020 год
27. Бройдо В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации - Санкт-Петербург. "Питер", 2004
28. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. М.: Финансы и статистика, 2015