传感器网络广泛应用于生活生产中,其主要原因是传感器节点的便携性和低功耗等特征。然而,因为传感器节点的这些特点也使得传感器网络存在一系列问题,例如节点储能有限、网络布局复杂性高和网络拓扑复杂等。能量可收集传感器网络克服了传统传感器网络中节点储能有限这一缺点,能量可收集传感器网络中的节点通过将从外界获取的自然能、无线电波等转换成自身所需的电能,解决了传统无线传感器网络能量不足的问题。但能量可收集传感器网络在能量方面也面临一些挑战:1)节点所处的地理位置不同导致可收集的能量在时间上和空间上的分布都是不均匀的;2)网络中节点之间负载不同导致网络中节点能量消耗也是不均匀的。节点能量和负载的不均匀分布给网络路由的稳健性和数据的可靠传输带来巨大挑战。在传感器网络中,数据包聚合算法是一种十分有效的节能途径,然而当路由中其他节点能量状态未知,同时整个网络能量分布不均匀时,盲目的聚合数据包会导致较多的数据丢失。在本文中,提出了一种有预定义传输方向的拓扑构建方法,此拓扑构建算法可以将网络分成多个多跳的簇结构,保证了数据传输过程中路由的稳健性;同时,为进一步达到节点能量的有效管理,我们在MAC层提出了两种基于业务质量(QoS)的能量管理算法:基于马尔科夫决策的数据包聚合分配算法(MDPA)和基于部分卡尔曼滤波的最大匹配数据聚合算法(PKBPA)。两种MAC层传输管理算法都是用来调控节点的数据传输从而保证数据传输过程中节点间的能量匹配和网络中所有节点能量的最大化利用。为了验证本文设计系统的性能,利用0PNET进行了仿真并从不同的角度进行了性能测试和对比。仿真结果表明本文中所提出拓扑构建及传输管理的算法相比于普通的分簇拓扑算法和传输管理算法在数据传输方面表现出更好的性能。