随着电子设备的发展呈现出小型化,可穿戴,以及便携化的趋势,使得物联网技术更贴近人们的生活。但如何为其终端的亿万数量级别的传感器提供可持续的,分布式电源是目前需要解决的一大难题。利用周围环境转换能量被认为是最有前途的方法,以提高传感设备在不同场景的生存能力。其中摩擦纳米发电机,作为低频下的机械能收集装置,显示出巨大的应用前景。然而摩擦纳米发电机的输出性能由摩擦材料的表面电荷密度决定,因此人们常采用化学刻蚀,离子注入,光刻等方法增加其有效表面面积和电荷密度。但这些方法造价昂贵,技术复杂,成为限制其发展的因素之一。同时由于摩擦纳米发电机固有的电容属性,会存在较高的输出阻抗。在自供能传感应用中,常需要通过整流器和储能元件先进行储能,再为传感系统供电。多次能量转换使得摩擦纳米发电机的整体效率极低,且会丢失大量传感数据。为解决上述问题,本文的研究内容如下:（1）提出电荷泵和微开关相结合的方法,用以提升旋转摩擦纳米发电机的性能。经测试,在200rpm工作频率和40%的湿度下,瞬态的输出电压由50V提高到400V,提高约8倍;转移电荷量由6.8n C提高到17.2n C,提高约2.5倍;最大负载功率由0.15m W提高到2.72W,提高约18000倍;对应最佳匹配负载由50兆欧降到20千欧,减少约2500倍。（2）结合电涡流效应和LC谐振电路,设计了一款基于摩擦纳米发电机的自供能谐振型传感系统。相对于传统的自供能传感电路,由于整个系统没有电源管理电路,不需要长时间的能量转换,可以实现快速地金属检测。该传感系统的采样周期仅需0.2秒,可以有效地区分高度差落在25mm内的金属产品,灵敏度达14000Hz/mm。（3）利用该谐振型传感器,搭建了一款自供能的工厂流水线无线监测系统。该系统使用激光作为无线发射装置,光电探测器进行接收,其中无线传输距离高达2米。