随着物联网节点和无线传感器网络的普及,许多研究者将其应用于对森林的生态环境监测。由于物联网节点都是通过电池供电,需要定期更换电池,提高了人工成本,且污染环境。基于以上现状,能量收集技术开始受到研究者的关注。然而,森林中单一的能量采集效率有限,无法为节点提供足够的能量。本文通过收集森林环境中的风能和射频能为节点供电,延长节点的工作时间。本文主要研究内容为:首先,提出了惯性冲击式、摆杆振动式两种风能收集装置的结构。基于正压电效应和振动理论,建立了冲击式能量收集装置的理论模型,采用傅里叶变换方法对模型求解,进一步开展了结构的仿真和设计,并加工了两种风能收集装置样机。搭建了实验测试平台,开展了振动冲击和风吹实验,结果表明:冲击式风能收集装置在6m/s的风速下最大功率22μW;摆杆式风能收集装置在4m/s的风速下最大功率263μW,远大于前者。其次,设计了射频能量收集设计了一个中心馈电的圆形贴片天线。通过HFSS仿真对天线尺寸进行优化,并制作实物。天线实测带宽为4.8GHz-6GHz,最高增益为5.69d Bi。另外,通过ADS仿真设计了单倍压整流电路,其最大整流效率可达到50%。最后,为解决能量收集系统采集密度低以及芯片的阈值问题,设计了迟滞触发电路,可以实现电池的间歇充电。此外,为缓解了能量收集装置的工作压力,设计了基于μ/COS-Ⅲ操作系统的低功耗物联网森林监测节点。通过能量收集装置的充电测试和节点功耗测试。实现了多个能量收集系统在200分钟内能为节点提供数十次信号发射所需的能量,可以有效延长节点工作时间。