无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network)因其分布式的环境感知能力,基于无线通信技术的简单灵活的部署方式而被广泛应用于多个领域,成为和日常生活紧密相关的部分。WSN由微小的传感器节点组成,这些节点既具有获取信息的功能也承担着网络中继的功能。在传输和处理信息的同时,传感器节点必须消耗能量,即使传感器节点是静止的,其有限的能量提供源也会发生变化。传感器节点能耗及能量供应持续时间将影响WSN的性能和可用性,对于传感器节点能耗及其剩余能量计算的研究就成为WSN领域最重要的研究课题之一。本文就WSN节点能耗和剩余能量使用时间进行研究,分析了WSN能耗特点、模型和相关理论,给出剩余能量计算方法并进行实证与仿真验证。主要工作包括:(1)分析了WSN体系结构,对节点能耗组成、能耗特点、影响能耗的因素通信模块的关键技术进行阐述,给出了基本能耗模型,主要包括:无线收发、电磁辐射、电子电路、状态转换、重传统计和启动能耗模型;(2)在节点能耗模型的基础上,给出了剩余能量使用时间计算方法,通过实测和仿真验证了模型和方法的有效性。通过搭建能耗测试的软硬件平台,完成了传感器节点供电电源的校正实验和WSN节点各个工作状态下能耗的测量,计算出无误传输单位比特所需的能耗值,进而计算出剩余能量使用时间;通过NS-2仿真实验,完成不同状态的配置、RM电池模型的添加及剩余能量使用时间的计算,,并将实测计算值与仿真结果进行对比验证。(3)对WSN节点复杂能耗场景进行研究,深入分析了重传机制对能耗的影响。主要研究了在快衰落和分组衰落情况下,混合自动重传请求(HARQ)中的简单混合自动重传请求(S-HARQ)和追赶合并(HARQ-CC)的差异性,分析了重传数据,推导出传输实验中的期望值表达式,且针对码率和信噪比的选择提出了优化方案。