针对重载列车危险状态检测系统无线传感器节点不便于采用有线供电和电池不易更换的特点,研究将机车在行驶过程中产生的振动能量利用压电材料的正压电效应转换为电能储存并使用,在理论上实现微型发电装置的永久免维护。由于环境能量密度强度和分布条件的制约,结合无线传感器网络节点瞬时功率大、平均功率小的特点。通过对新的压电发电装置的设计以提高发电量,以及新颖的功率调理电路和存储介质提高能量的存储效率。本文通过对压电换能器电学等效模型及发电特性的研究,借助电路仿真软件ORCAD,对功率调理电路、能量存储媒介、稳压充电电路进行了相关理论和仿真研究。具体工作如下：首先对压电材料及压电振子的特性进行分析,选择合适的压电材料,支撑方式设计压电振子。将发电装置简化为质量-弹簧-阻尼系统,推导了机械系统到电学系统的传递函数,导出压电式换能器的输出表达式。建立电学等效模型,分析负载对输出功率的影响。其次通过压电发电电能输出特性的研究,对理论模型进行数值模拟分析,从而能借助电路仿真软件进行电路分析。研究压电振子电能不同存储媒介的可行性,利用超级电容容量大,充放电效率高的特点作为电荷的初级存储。当积累到一定量的电荷即通过稳压充电电路为可充电电池进行充电,电池的输出能量稳定。最后针对能量传输效率及存储问题,比较了各整流电路的特点。设计了三倍压整流电路以提高能量的传输效率。选用MAX1672设计了稳压充电电路以实现电能的最终存储和利用。并利用仿真软件对整个系统进行了仿真。结果表明整个电路设计能够为可充电电池充电,从而实现振动能到电能的转换和利用。