无线传感器网络是由一定数量的无线传感器节点组成的网络系统,各节点可采集环境数据并通过无线通信进行数据传输,目前已广泛应用于军事、智能交通、环境监控等多个领域。在传统的无线传感器网络应用中,由于节点体积一般较小,网络寿命会受到节点电池容量的制约。而且,无线传感器网络中节点数量庞大、分布范围极广,因此,为所有节点更换电池是一件难以实现且成本极高的事情。为解决上述问题,本文提出一种超低功耗可持续无线传感器网络,利用无线能量传输技术将采集环境中的电磁波能量转化为电能为节点供电,同时通过引入唤醒无线电技术和环境反向散射技术进一步降低无线传感器网络的功耗,从而延长网络的使用寿命。本文的工作主要包括以下几个方面:(1)设计超低功耗可持续无线传感器网络系统,并提出适用于该网络的能量唤醒EW-MAC协议。本文提出的超低功耗可持续无线传感器网络通过利用无线能量传输技术实现的无线能量采集模块,以及利用环境反向散射实现的唤醒功能模块,解决了网络的能源和功耗问题。本文根据该网络系统的技术特点,提出了能量唤醒EW-MAC协议,制定了适合于该网络的超低功耗工作模式。经仿真验证,该协议可充分发挥无线能量采集模块与唤醒功能模块的优点,有效降低网络能耗、缩短传输延时、延长网络使用寿命。(2)完成超低功耗可持续无线传感器网络中的无线能量采集模块的设计和实现。本文设计了无线能量采集模块中各部分电路,其中包括能量采集天线、匹配网络、整流电路、直流升压电路以及能量存储电路,并完成了该模块的实物制作与功能测试。测试结果表明,无线能量采集模块可采集环境射频能量为节点供电,实现无线传感器网络的可持续工作。(3)完成超低功耗可持续无线传感器网络中的唤醒功能模块的设计与实现。本文提出利用环境反向散射原理实现超低功耗可持续无线传感器网络中的唤醒功能模块,并完成环境反向散射通信发射机与接收机的设计与实现,验证了其超低功耗的特点。唤醒功能模块可使无线传感器网络实现射频唤醒工作模式,减少能耗浪费,达到了超低功耗、可持续工作的目的。