运动传感器在物联网的发展中发挥着不可替代的作用。构建物联网需要用到的运动传感器数量庞大。现有商用运动传感器价格比较昂贵、维护困难,难以满足物联网的大规模应用需求。基于聚合物摩擦起电效应的传感器具有成本低、容易批量加工等优点,具有广阔的应用前景。本文基于摩擦起电和静电感应原理,对聚合物多功能运动传感器进行理论和实验研究。研究多功能运动传感器的工作原理与传感机制。应用电子云势阱模型对摩擦起电过程进行分析,确定摩擦起电的电子转移机制。基于麦克斯韦位移电流推导传感器的摩擦起电特性方程,分析影响传感器输出信号的主要因素。基于静电场有限元模型计算传感器四种不同工作模式下的电势分布和输出电压,对比研究后选择单电极模型构建多功能运动传感器。研究聚合物材料的摩擦起电性能与增强方法。选择聚四氟乙烯（PTFE）和聚氨酯（PU）作为传感器的敏感材料,应用湿蚀刻技术处理敏感材料表面,增大材料表面积和携带电荷能力。基于聚合物摩擦起电的多功能运动传感器的实验研究。利用3D打印、表面蚀刻处理等技术制作传感器样机。应用直线电机、伺服电机、电动式振动台、数字采集卡等设备搭建了实验平台,并对传感器样机的直线运动、旋转运动和振动传感特性进行测试和分析。实验结果显示,多功能运动传感器可以测量直线运动的方向、速度和加速度;能够识别转速2000 RPM以下旋转运动的方向、转速和角加速度;还可以测定52 Hz以下振动的频率。多功能运动传感器的工程应用研究。将多功能运动传感器安装在平衡车上,测试结果表明传感器能有效识别平衡车的前进、后退、转弯和过减速带等过程。多功能运动传感器灵敏度高,能够实现微小振动或倾覆的监测。将多功能运动传感器固定在实验人员身上,监测走路和跑步等运动状态,结合置信区间模型和随机森林模型对传感器输出信号进行分析,对走路和跑步的识别准确率分别达到93.3%和98.3%。总之,基于聚合物摩擦起电效应的多功能运动传感器易于制造且成本较低,具备直线运动、旋转运动和振动的综合感知功能,能够用于复杂运动状态的识别,适于在便携式设备等物联网领域应用。