物联网被称为继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命。近年来,在世界经济多元发展的背景下,物联网技术正在加快转化为现实生产力,为全球带来新的数字经济浪潮。其中无线传感器以无线部署方便受到各行各业的欢迎。但其有限的电量制约着系统工作时长,而手动更换电池要耗费大量的人力物力,严重影响用户体验。一种较好的无线电源解决方案就是从环境中采集能量进行利用,即能量采集。环境中存在各种各样的微能量,但不同于有线能源连续稳定的供应,采集环境中的能量受到各种各样因素的影响会呈现很强的异构型,即不同时间地点不同设备采集到的能量强度有巨大的波动。如何高效利用强异构性的采集能量具有很大的挑战性。动态调整占空比是一种广泛应用的延长系统工作时长的方法,但现有研究很少考虑充电效率对系统的影响。能量共享技术是一种解决节点间能量不均衡的新技术,但很少研究人员考虑多跳情况下的能量共享。本文基于以上问题,主要进行如下几个方面的研究:(1)本文重点考虑充电效率和采集能量异构性对能量利用的影响,设计随机占空比策略提高采集能量的利用率。本文考虑采集能量的随机性建立随机占空比模型,然后分别对三种情况:离线情况、在线情况以及相关性情况进行分析并设计对应算法。最后着重分析充电效率、异构性以及能量采集概率对系统性能的影响。具体实验表明离线算法性能最优,在线算法更贴近实际情况,相关性算法易受异构性影响。(2)针对网络中设备剩余能量不均衡的问题,本文提出更易实现的多跳能量共享策略MESS,提高了系统的能量均衡性。对于影响设备剩余能量的不同因素,本文主要考虑两种情况:静态情况和动态情况,并设计对应算法:静态能量共享算法(SESA)和动态能量共享算法(DESA)。具体仿真结果表明使用该策略的网络剩余能量均衡性显著提高。(3)构建基于物联网的太阳能采集系统。该系统利用太阳能电池板采集环境能量为Telos B节点供能以采集周围温湿度等环境信息,实现采集能量与储存能量的调度管理,为算法实现提供实验平台。