近十几年来,在一些专业及消费电子领域,越来越多的产品供电和通讯趋向于无线化,如手机、无人机、电动汽车以及航天空间站等。无线能量传输技术是生活走向智能化的重要一步,具有广泛的应用前景。感应耦合式能量传输（Inductively Coupled Power Transfer,ICPT）作为无线能量传输的一个分类,结构简单,能量传输稳定可靠,在生活、军事等领域得到了广泛的应用。随着ICPT的进一步发展,各种应用场合对其要求也越来越高,如系统在实现电能传输的同时,也需要具有信息传输的能力。在具有金属环境的一些应用场合中,系统会发生变化,如系统传输效率大幅降低、通信失常等。因此,研究金属环境下的无线能量及信息传输系统变化规律具有重要意义。本研究以某军工无线传感网络设计项目为需求,基于感应耦合式能量传输,设计了面向轴承、齿轮等嵌入式状态监测设备的无线能量与信息协同传输系统。首先,本文阐述了感应耦合式电能传输的基本结构,分析了不同电路补偿拓扑的优缺点,介绍了磁耦合互感理论。其次,分析了金属环境对无线能量传输系统的影响。阐述了金属环境下两线圈自感和互感的理论表达式,在有限元仿真软件COMSOL中设计了线圈模型和电路模型,将金属环境下的线圈自感和互感仿真值与理论计算值进行了比较。建立了四种场景,分析了电能传输系统中输入阻抗、负载功率、效率等特征参数随频率的变化规律。除此之外,还仿真得到了不同金属材料对电能传输系统的影响。其次,在电能传输系统的基础上,设计了无线能量与信息协同传输系统。根据实际需求,所设计的信号传输系统为反向信号传输系统,采用了高频注入的方式将信号加载到电能波形之中进行复合传输。设计了选频网络,避免了能量传输和信号传输之间的干扰,从而保证了电能传输和信息传输有效进行。在Multisim电路仿真软件对系统电路进行仿真,得到了关键结点电压波形,成功实现了系统的能量和信息协同传输。最后,根据实际项目需求及仿真结果选择了最优元件参数,搭建了电能和信息协同传输实验平台。进行了自由空间和金属环境下的电能和信息传输实验,得到了电能传输功率、效率以及信号接收幅值,结果证明了仿真软件中金属环境对电能传输系统的影响规律。