随着科学技术的进步,在以能源技术创新持续推动节能降耗的要求下传感器技术获得了飞速提升。有时为了采集重要数据,传感器需要安置在一些特定环境,恶劣的环境使得电池更换成为一个棘手的问题,因此从所在工作环境中直接提取能量供传感器使用的电源技术亟待发展。本文针对自然界普遍存在的清洁、可持续能源—风能与压电材料的压电特性相结合设计了一种压电风能收集转换装置,主要的工作内容如下:对现有的利用压电效应在风能收集转换方向的装置进行了调查和研究,从压电转换装置的结构形式和能量转换效率方向分析和比较了它们的优势以及不足。根据当前风力发电机技术的发展现状,本文设计了一种更为简单、更适用于小型风场条件下风能收集单元,实现了风能到机械能的转换。对该单元机械部分进行了尺寸预设、叶片选型工作,通过软件对其进行了风场条件下的流体力学分析,得到了其在风场条件下的受力情况以及风能利用率,分析结果对后续压电换能单元的设计提供了指导。设计了能够实现机械能到电能转换的压电换能单元。通过软件分析了该压电换能单元的压电特性,包括分析对比不同尺寸下压电材料的共振频率以及在不同频率下输出电压的大小变化,根据分析结果对压电换能单元结构尺寸进行改进,并得到了最适合当前工作条件的该单元结构尺寸。根据压电换能单元的振动频率信息设计了连接单元,将风能收集单元与压电换能单元进行了连接。根据压电换能单元的电压输出特性对电压处理电路进行了需求分析,比较了现有的能量处理电路的优缺点,然后进行了电压处理电路设计以及元器件选型,完成了电路部分的制作并实现了对压电材料生成的电压处理和存储功能。将整个压电风能收集转换装置与电压管理电路进行整合,通过实验采集电压输出数据并进行分析,验证了仿真分析结果的正确性以及尺寸设计的合理性。设计电能应用电路,将低功耗传感器等耗电设备接入使用验证了整个装置的可行性。