作为传统的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的延伸和拓展,无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)如今已大量投入物流工程、环境监测、智慧城市、现代农业等应用领域。由于其能够感知信息量丰富的多媒体信息,其能耗问题也更加严重。而基于电池的有限能量供给严重限制了节点的灵活设计和网络的长期部署,环境能量收集技术使得WMSNs节点可以从环境中获取能量给节点供电,为延长网络生命周期提供了一个有效的技术手段。本文设计了一种基于树莓派开发板的WMSNs节点,结合太阳能收集技术,形成了一套完整的带能量补给的低功耗WMSNs节点。节点由以下功能模块构成:太阳能电池板、无线通信模块、树莓派开发板、UPS HAT充电稳压模块、可充电锂电池、图像传感器模块和SD卡存储模块。根据不同的功能模块,完成相应的软件设计,主要包括无线通信网络环境搭建、图像传感器模块软件设计以及基于RTP的节点数据传输实现。节点功能测试结果表明,本文设计的WMSNs节点能耗较低,能够实现环境能量的收集和存储并驱动节点运行,可以广泛应用于环境监测等领域。在此节点设计方案的基础上,本文提出了基于太阳能收集的WMSNs节点调度算法。为网络中的所有节点设立三类优先级,根据节点在网络分簇结构中的角色、节点所处的工作区间、太阳能补给能量、节点的剩余电量以及节点前一阶段的工作状态来综合调整节点的工作方式,通过降低部分优先级较低的节点的网络性能,即降低节点采集视频的帧率和分辨率,减少网内数据传输量,从而均衡网络能耗,保持网络的能量中性状态,使网络可以持续稳定运行。理论分析和实验结果表明,本文提出的节点调度算法能有效地提升网络性能。