分布式能量熵理论指出,随着人类社会发展进入物联网时代,由于布线的复杂性和储能电池的环境污染与资源浪费问题,大型集中式发电可能无法满足物联网中广泛分布的传感器的电能需求。因此利用摩擦纳米发电机从环境中俘获机械能并为传感器供电是物联网时代供能的理想方案。再生制动系统可以有效地将制动过程中多余的动能转化为电能,现有的再生制动系统大多是基于电磁感应的发电机,研究指出,在低频微幅的机械输入下,摩擦纳米发电机相对于电磁发电机具有更高能效,因此,将摩擦纳米发电机引入该系统用于收集低频下的制动动能将会是一个理想方案。然而值得注意的是,由于本征高电压低电流和高内部阻抗的特性使得摩擦纳米发电机在为传统电子设备供电时,产生阻抗失配并导致了极低的能量转换效率。因此亟需开发出高效的能量管理电路突破摩擦纳米发电机实用化的瓶颈。为了拓展摩擦纳米发电机在再生制动系统的应用,同时探索新型高效的能量管理电路,本文主要围绕制动能量回收装置和能量管理电路两大核心问题进行设计。主要工作内容和成果如下:（1）通过仿真和实验两个途径对独立层摩擦纳米发电机的输出性能进行分析。探究了转速和接触状态对发电机开路电压、短路转移电荷密度以及输出功率的影响。（2）设计了一套串联机构并安装于自行车碟刹制动器上用于实际制动场景下的动能回收,实验测量了该制动发电机的电学输出与抗疲劳特性并驱动了一个电子测速器用于实时速度监测。（3）应用一种新的摩擦纳米发电机的能量管理思路和三端悬臂梁结构的开关,通过理论推导和实验探究确定了开关驱动电压与结构参数的定量关系。（4）搭建了含阻性负载的开关管理电路,并通过电压-电荷曲线表征阻性负载下开关管理的能效与功率提升,实验表明,在低于260 kΩ负载下,开关均能以高于76.01%的能效提取发电机能量,相较于普通电路,有最高113.3倍的能量提升。（5）搭建了含容性负载的开关管理电路,在4.5 m F负载下平均储能功率有47.5倍提升,储能电路为电阻供电的平均功率在470 kΩ附近达到峰值116.06μW,是交流负载最高功率的1.554倍。本研究显示了摩擦纳米发电机在各种减速系统中的应用可行性,可以为未来智能交通领域中的传感器网络建立起强大的能源供应。