由于在军用和民用领域广阔的应用前景,无线传感器网络技术受到国内外广泛关注。传统电池的特点是尺寸大、污染环境且需要定期更换,极大地限制了无线传感器网络的应用。利用微型动能采集系统,将自然环境中广泛存在的动能转换为电能,是解决无线传感网络节点供电问题的一种有效方法,开展对微型动能采集系统的研究具有重要意义。受风铃结构的启发,本论文提出了一种类风铃的微型压电动能采集系统,对环境中微弱的多维、宽带、低频振动能具有较高采集效率,同时还可采集环境中的风能。研究了类风铃的微型压电动能采集系统的建模方法,分别测试了采集系统在振动和风作用下的输出性能,分析了影响其输出性能的因素,并将采集系统的单根压电悬臂梁为课题组前期研制的无线温湿度传感节点供电,测试了节点在低频振动和风作用下的性能。论文的主要工作包括:(1)查阅文献,了解了碰撞式微型压电振动能采集器和风致振动式微型风能采集器的工作原理和国内外现状,并简单进行了分析;(2)根据自然环境中振动与风的特点,受风铃结构的启发,提出一种类风铃的微型压电动能采集系统;(3)介绍了类风铃的微型压电动能采集系统的工作原理,研究了采集系统的建模方法,简单建立了采集系统的理论模型;(4)加工制作了碰撞式微型动能采集系统样机,分别测试了采集系统在振动激励和风激励下的输出性能,实验表明,当基础激励的幅值为0.1 g,频率为8.8 Hz时,接160 kΩ的负载电阻,单根压电悬臂梁的输出功率为97.9μW;当风速为12m/s时,单根压电悬臂梁的输出功率为149.3μW;(5)采用该采集系统成功驱动了课题组前期研制的无线温湿度传感节点,在幅值为0.2 g,频率为8.6 Hz的加速度作用下,采用单根梁压电梁供电,无线温湿度传感节点每隔约420 s发送一次温度和湿度数据;当风速为12 m/s时,无线节点每隔约973 s发送一次环境温度和湿度数据。