无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种能量受限的网络,网络中的传感器节点通常使用固定的电池来进行供电,导致网络的使用寿命非常有限。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术采用的射频(Radio-Frequency,RF)信号,可以实现信息和能量的同时传输,有望延长无线传感器网络的使用寿命。节点睡眠调度优化方法在不影响网络的数据通路流畅的前提下,将部分节点休眠,完成通信任务,降低了网络的能量消耗。因此,无线传感器网络可以采用无线携能通信和睡眠调度技术来解决能量受限的问题。本文以无线携能的传感器网络为基础,充分考虑节点残余能量,结合睡眠调度技术和分簇技术来提高网络的使用寿命。本文的主要工作和成果如下:(1)针对现有睡眠调度优化方法没有充分考虑节点的残余能量以及节点电池容量受限的问题,本文提出一种基于SWIPT的集中式节点睡眠调度方法。在该方法中,将网络划分为能量收集层和信息发送层,能量收集层的无线充电桩收集能量后为信息传输层的传感器节点提供能量,信息传输层采用集中式拓扑结构,采用时隙切换(Time Switching,TS)方法实现信息与能量的协同传输。传感器节点在完成第一时隙的能量收集后,根据节点剩余能量、第一时隙收集到的能量、信息发送速率和网络连通度要求,对网络中的节点进行睡眠调度操作,将节点划分为睡眠节点和活跃节点;在第二时隙,活跃节点将信息发送给汇聚节点,睡眠节点继续收集能量。最后,根据用户对能量利用率和网络覆盖率的要求,得到时隙分割因子的合适范围。(2)为了进一步提高能量利用率、延长网络使用寿命,本文结合分簇技术提出了一种基于SWIPT的分布式节点睡眠调度方法。信息传输层采用分布式拓扑结构,活跃节点被划分为簇头节点和簇员节点,簇头节点作为簇员节点的中继,可以减小单跳的通信距离,大大降低了信息传输能耗。将携能通信过程分为三个时隙:第一时隙,传感器节点进行能量收集,根据节点剩余能量、第一时隙收集到的能量和网络连通度要求,通过睡眠调度优化算法将节点划分为睡眠节点和活跃节点,并根据信息发送速率和节点相对位置对活跃节点进行分簇操作;第二时隙,簇头节点接收簇员节点发来的信息,睡眠节点继续收集能量;第三时隙,簇头节点将收集到的数据进行处理后发送至汇聚节点,簇员节点和睡眠节点继续收集能量。最后,根据用户对能量利用率和网络覆盖率的要求,选取合适的时隙分割因子,相较于集中式睡眠调度方法,网络的能量利用率和覆盖率均有所提升。