随着无线通信技术以及电子技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)技术得到了深入的研究和发展,针对低成本、低功耗、高性能并且可长期运行的传感器节点的研究成为了传感器网络节点平台的研究重点。　　 目前,国内外实施部署的传感器网络系统大部分采用干电池为系统供电,节点由于携带的能量有限而导致无法长时间运行工作,并且节点经常被布设在恶劣、复杂以及人员不能到达的环境中,且数量较多,因此更换电池的成本非常高,限制了传感器网络的应用范围。因此,如何能稳定有效地为节点提供电能保证就成为了传感器节点设计的关键问题。目前,解决节点系统能量供给的方法是使节点能够采集利用环境能量,具有能量自供给能力,从根本上解决了节点的能量供给问题,有效地延长了节点工作时间。现有的传感器网络能量自供给节点系统主要存在以下问题:如何在能量采集模块的设计中最大化的获取环境能量同时降低软硬件的开销,如何在电容电池的能量存储模块设计中兼顾存储效率和使用寿命,如何平衡系统电路复杂度和软件协议开销,兼顾成本和使用灵活性,如何准确、细粒度的获取节点的能量信息为能量管理协议提供支持等问题。　　 针对上述问题,本文给出了一种能效高、成本低且智能的传感器网络能量自供给节点系统EasiSolar的设计与实现。该系统的设计具有以下特点:(1)针对太阳能电池板设计了电流电压遍历电路(IV-Tracer)和最大功率输出跟踪器(MPPT),以最大化其能量的采集效率;(2)结合价格较低的、可无限次充放电的电容和能量密度高,漏电流较小的可充电锂电池两者的优点,形成高效的两级能量存储单元,以提高能量存储利用率,减少电池的使用次数,延长电池寿命,增加节点系统的可靠性;(3)在能量管理模块的设计实现上,包括充电管理模块、供电选择模块和能量信息检测模块等,通过软硬件协同设计方法,平衡了系统电路复杂度和软件协议开销,兼顾了节点成本和使用灵活性。　　 为了能够准确、细粒度的获取节点的能量信息,在设计实现的EasiSolar节点平台上,针对其能量采集、存储和消耗模块的特性进行了深入的分析和研究:(1)提出了一种结合太阳能电池板实时能量采集信息和基于光照信息的低复杂度的能量预测的能量采集模型;(2)给出了一种考虑储能特性与漏电速率的电容存储模型和考虑充放电特性的可充电锂电池的存储模型;(3)提出了一种兼顾节点工作休眠机制和各个模块的能耗特点的能量消耗模型。　　 在已实现的节点平台和建立的能量模型的基础上,进行了功能和性能的实验验证和评估,与此同时,针对传感器网络典型的室内外环境监测两个典型应用进行了系统示范验证工作,证明了该设计开发的平台和模型的正确性及可用性。