在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)、可穿戴设备等应用场景中,传感器节点、可穿戴可植入设备等产品的使用寿命受限于其能量存储器件使用寿命。环境能量收集技术可作为此问题的解决方案,使相应产品电池被取代并延长产品的使用寿命。环境能量收集技术可利用环境中机械能、热能、风能、太阳能等能量转换产生电能,其具有能量来源广泛的特点。但由于环境中能量来源的不稳定、能量转换收集效率低等问题,现有环境能量收集技术还无法为电子产品供电使其完成连续有效的工作,而通过提高环境能量利用率、降低负载功耗等方式可解决此问题。能量利用率指能量收集供负载有效工作的效率,提高能量利用率则可通过改进能量收集器件、储能结构、能量管理方案等方式实现。本文从降低负载功耗以及使用能量管理方案改进供能结构两方面着手来处理环境能量收集技术还无法为电子产品供电使其完成连续有效的工作的问题。本文通过对能量收集管理技术进行研究,从能量管理策略设计以及低功耗能量管理电路出发实现提高能量利用率。对能量收集管理技术的供能模型进行分析,在环境微能量收集技术的研究基础上结合低功耗非均匀信号采样理论,以心率探测为例,搭建完成基于环境能量收集心率系统。在基于环境能量收集心率模型基础上,完成本地计时及掉电存储设计方案,使用系统、电路、器件等层级的低功耗技术对微型电子产品的功耗进行优化,完成基于环境能量收集的心率采样系统的搭建。本文主要内容简述如下:1、本文分析了环境能量收集技术研究的必要性,总结了环境微能源收集系统的研究现状与技术发展趋势。介绍了基于压电式振动能量收集的环境微能量收集管理电路、能量管理策略及相应能量管理电路的设计。2、本文信号采样理论的研究现状展开叙述,对非均匀信号采样的理论框架以及非均匀采样信号还原进行了讨论。对环境能量收集管理模型进行分析结合非均匀采样理论搭建完成过基于环境能量收集心率系统。3、本文在基于环境能量收集心率模型基础上,采用实时时钟以及铁电存储技术完成本地计时及数据掉电存储设计方案,完成基于环境能量收集的心率采样系统本地计时版本的搭建,并对整体系统性能的实现进行了实验验证。