近年来物联网取得了快速的发展,如何为大量的物联网设备供能成为了当今物联网领域急需解决的关键问题之一。由于具有体积小,寿命长,免维护的优势,使用环境能量采集技术的无源系统在物联网中得到广泛应用。但是,由于能量短缺以及能量采集功率与计算功率不匹配的原因,无源计算系统目前在实际应用中仍然受到较高的任务响应时间的困扰。如果能够进行合理改造使其满足实时计算对于响应时间的要求,无源系统就可以快速响应网关,获得更强的环境感知能力,为万物互联提供新的发展动力。本文通过增加辅助储能设备存储非实时计算时间段内采集到的环境能量,为实时计算任务提供能量保障,并增加了能量管理模块实现能量源由能量采集器到能量存储设备的低功耗切换,解决了无源系统实现实时计算面临的能量短缺问题。为了保持无源系统寿命长的优点,提高环境能量利用率,在实现实时计算的过程中因尽量减少辅助储能设备的介入。为此本文基于检查点技术设计了两种保证系统实时性的运行时辅助储能设备介入策略。通过在任务执行过程中动态插入检查点判断实时性,既保证实时任务可以在截止日期前完成,又提高了环境能量在执行过程中的利用率。本文还对支持实时计算的无源系统进行建模,描述了任务截止运行的电压阈值与电池介入时间以及平均响应时间的关系。提出了电池介入时间的优化问题,通过解决该问题,提出了一种寻求最佳截止工作电压的方法,使得辅助储能设备的介入时间最短,从而最大化无源系统的实时性寿命。本文设计并实现了一种支持实时计算的无源设备。通过实验验证了能量源的低功耗切换功能,以及系统的实时计算能力。实验证明,相较于传统的负载循环策略,两种保障系统实时性运行时电池介入策略——最坏情况估计策略与工作量预测策略均能在实时任务截止时间前完成计算,并且计算时间相较于原有的执行策略分别降低了 32.26%和38.82%。在保证系统实时性的前提下,两种执行策略相较于直接使用辅助储能设备进行计算,电池介入时间分别减少了 47.54%与58.31%。相较于最坏情况估计策略,工作量预测策略的电池介入时间平均减少了 23.19%。本文解决了无源系统实现实时计算所面临的能量短缺、功耗不匹配以及响应时间不确定的问题,拓展了无源系统的应用范围,为万物互联提供了新的可能性。