无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)因其独特的信息获取与处理方式而受到了各行各业的广泛关注。在无线传感器网络中,传感器节点由本身携带的电池供电,能量受限且补充困难。因此能量补充成为其首要解决问题。无线充电技术的迅猛发展为节点能量受限问题提供了相应的解决方案。近年来,研究者们在无线充电技术的基础上提出了许多能量补充方案。目前主要存在两种形式的能量补充方式,一种是离线充电方式,即根据事先规划好的充电路径进行能量补充;另一种则是根据传感器节点的剩余能量来选择充电目标。它是一种基于动态充电路径规划的在线充电方式。然而,它们都是基于平面结构的能量补充策略,其关键在于充电路径的规划问题。但是它们都存在一个共同的问题,不能解决网络中的能量饥饿问题。本文针对目前能量补充方案存在的不足,提出了基于虚拟骨干网的移动能量补充方案。骨干网是一种典型的层次结构,包含了骨干节点层和普通节点层。本文提出的方案就是基于该层次结构下的能量补充问题。在无线传感器网络中,骨干网可方便地实现数据聚合,有利于达到能量高效的数据收集,但是其面临着骨干节点能量消耗过快,易出现因节点能量耗尽而导致骨干网连接中断的问题。本文通过结合骨干网技术与无线充电技术来解决网络中骨干节点能量消耗过快的问题,从而实现高效的数据收集。本文的主要贡献包括以下方面:1.本文提出了一种无线可充电传感器网络中虚拟骨干网的构建算法,并分析了当前构建的虚拟骨干网对移动能量补充策略(VBMERS)的影响。该算法的主要目标就是构建一个合理的连同支配集来减少传感器节点在信息传递过程的能量消耗,在构建骨干网的过程中,首先寻找网络中的最大独立集(MIS),然后根据最大独立集构建初始连通支配集(O-CDS),最后根据裁剪规则对初始连通支配集进行裁剪并最终构建骨干网。仿真实验表明,本文构建的骨干网具有较好的节能效果,进一步延长了网络生命周期。2.本文提出了基于一种虚拟骨干网层次结构下的移动能量补充策略(VAMERS),该策略利用移动能量补充技术来解决无线传感器网络中骨干节点的能耗过快问题,同时也兼顾对非骨干节点的能量补充。VAMERS策略根据待充电传感器节点当前的通信量计算其优先级,始终选择优先级最大的节点作为充电候选节点以尽量给负载大的节点优先充电,从而避免节点快速进入能量饥饿状态。仿真结果显示,VAMERS策略能有效的解决节点的能量饥饿问题,降低了节点的失效率和充电成本,进而延长了传感器网络的生存周期。