得益于无线传感网络的发展,智能可穿戴设备正深入人们的生活。然而频繁的充电次数,较长的充电时间,既影响了用户体验,也成为了可穿戴设备的进一步普及的困难。本研究开发与其适配的能量采集技术,使可穿戴设备完全无源化,从根本上解决其续航问题。当前比较成熟的能量采集技术主要采集自然界中最为常见的四种能源:太阳能,热能,射频(RF)辐射能以及振动能。考虑到可穿戴设备的应用场景,选择振动能作为能量源。传统的振动采集器,只能在共振频段有效工作如果将换能器的尺寸减小到理想的程度,将会不可避免的导致谐振频率高于环境振动的频率,使两者无法匹配。为此,本研究提出了一种碰撞式压电-电磁复合能量采集器。本研究对压电-电磁复合机制能量采集器进行了理论分析,给出了磁体运动一个周期内能量采集过程的简化模型。根据该模型,分别对压电单元和电磁单元的能量采集情况进行了理论分析和仿真实验,得出了两种机制单一作用下的能量转化效率,并对可能造成误差的原因进行了分析。总结了两种机制复合下能量转化效率的变化,给出了一种评价系统耦合强度的标准。对给出的压电-电磁复合机制能量采集器进行了实验研究。搭建了实验测试平台,对输入信号放大幅度进行了标定。分别研究了不同幅频条件和磁体高度下压电单元与电磁单元的输出特性,评价了其输出能力。在2g,10Hz激励下,磁体厚度为10mm的测试系统下压电单元输出11Vpp,电磁单元输出为1Vpp。对感应线圈对压电单元输出的影响进行了讨论。考虑实际应用场景,对采集器进行了人体佩戴实验,压电单元和电磁单元分别在能量采集器固定在手腕和脚踝时获得最大输出,为12.16mW和2.36mW。最后,给出了相应的电源管理方案。对碰撞式压电-电磁复合机制能量采集器进行了优化研究。对于压电单元,有薄膜尺寸越大,压电单元输出效率越高,但设计时还应考虑实际需求。对于电磁单元,分别分析了磁体结构参数,腔体高度和线圈缠绕高度对感应线圈输出的影响。