近些年来,随着物联网、云计算等技术在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中广泛的应用,WSNs被认为是具有改变世界潜力的技术。然而WSNs的生存周期以及网络性能一直受到传感器节点能量限制的约束。为了解决传统WSNs能量约束的问题,能量获取无线传感器网络（Energy Harvesting Wireless SensorNetwork,EH-WSN）随着能量采集技术、能量转换技术的发展应运而生。在EH-WSN中,传感器节点可以将外界环境能源转化为电能供节点使用。然而外界能量获取的随机性和稳定性又会造成传感器节点无法保证稳定的数据传输,因此单纯的能量获取的供电方式无法保证无线传感器网络实现不间断的长期或永久通信。基于以上背景,本文研究了具有备份能源的能量获取无线传感网络的能量管理以及数据传输策略,主要内容包括以下3个方面:（1）提出了具有可更换的蓄电池作为备用能源与外界能量获取两种方式为无线传感节点混合供电的方案。在能量获取（EH）无线传感网络节点上,用蓄电池作为能量缓冲区的替代品,当蓄电池中的能量耗尽时,立即接入另一个新的蓄满电的蓄电池。新的蓄电池不但带来了新的能源,而且在蓄电池能量不满的时候还可以接收从外界获取的能量。这样既利用了从外界获取到的能量,又可以避免能量耗尽对系统的影响。首先利用马尔可夫随机流体队列为系统建模,然后针对模型推导出系统水平过程的平稳密度,并根据平稳密度的推导过程进一步得到了蓄电池的平均更换时间和系统更换蓄电池的风险系数两个重要的性能指标,最后给出理论结果的数值实现和仿真验证。（2）提出了接入电网作为备用能源与外界能量获取两种方式为EH关键节点混合供电的方案。针对EH关键节点的高能量消耗且方便接入电网的场景,电网接入后将以一个恒定的能源速率为系统供能。如果不停地接入电网,将会导致严重的能源浪费。电网的接入往往受到能量缓冲区中能量水平的控制,具体地,分别设置上提醒值和下提醒值,在未接入电网时,如果能量缓冲区水平触及到下提醒值,考虑接入电网。反之,在接入电网的情况下,如果能量缓冲区水平触及到下提醒值,考虑断开电网。首先利用拓展状态空间的方法求出了缓冲区内能量水平的平稳概率密度函数和平稳分布函数,并通过两个首达时（First Passage Times,FPTs）的拉普拉斯变换求出单次接入电网的平均时间和未接入电网的时间,并将它们转换为无量纲的单次接入电网的平均时间,从而得出上提醒值对接入电网的影响。最后给出了平稳密度函数和平稳分布函数的数值实现,并通过平稳分布函数的数值仿真结果验证了所得理论结果的正确性。（3）研究了具有可靠备用电源的能量获取无线传感节点的能量补充数据传输策略。目标是在无线信道中有限时间内使用最小的能量消耗来传输规定的数据量。提出了具有备份电源的EH无线传感器节点的点对点数据传输新的随机系统模型。在这个模型中考虑了一个延迟受限的数据传输,数据任务应该在规定的期限内完成传送。通过两个随机过程分别对能量收集过程和信道衰落过程进行建模,并在此基础上对发射机能级的动态和剩余数据任务过程的演化进行表征。将控制问题建模为马尔可夫决策过程（MDP）,从而能够获得可靠备份电源（REB）所需的最佳能量补充策略和REB提供的最小预期能耗。在EH无线传感器节点的能量仅由REB提供的情况下,利用超模的概念,证明了最优能量补充策略是剩余传输时间和数据任务剩余量的单调递增函数。本文提出的优化能量补充策略,以尽量减少备份电源提供的总预期能量消耗保证数据任务在规定时间内完成传输,从而保证数据通信及时性。