持续有效的水环境区域监测对水环境保护具有重要意义。当前无线传感网络以其低功耗、低成本的技术优势,已广泛应用于矿山、桥梁、水环境等监测领域。然而,传统的无线传感网络通常由电池供电,由于电池寿命有限,在地处偏远且供电设施不足的水环境区域,在监测与通信过程中容易出现节点死亡,从而造成无线传感网络通信中断或失效等问题。针对上述传统无线传感网络水环境监测的存在的问题,近年来,能量获取型无线传感网络的出现为为解决持续有效的水环境监测提供了解决方案,该网络监测节点从外部环境(如太阳能、风能)获取能量,通过能量优化管理,从而实现水环境的持续监测与传输,为提升水环境监测的性能提供了技术支撑。因此,本文以水环境监测为研究背景,以能量获取传感网络的水环境监测覆盖和传输为研究对象,重点研究无线传感器网络中水环境监测区域内太阳能预测问题,结合天气,环境等因素提升太阳能预测准确率;在此基础上,研究无线传感器网络的目标覆盖问题,对传感器节点覆盖方向进行调度实现目标覆盖率最大化;此外,针对能量获取无线传感网络信息传输的有效性,研究通过改进路由协议提升能量获取无线传感网络在传输能效性能,为提高覆盖与传输效用提供理论参考。具体研究内容如下:(1)监测区域内太阳能预测问题。在无线传感网络区域内,由于环境的多变性,造成太阳能能量不稳定性,节点对电池能量的调度情况依赖太阳能到达情况。在此背景下,利用BP神经网络算法,结合各时间段的光照、温度、太阳漫反射强度等信息对监测区域内的太阳能能量进行预测。最后结合监测区域内太阳能能量信息验证准确性。(2)无线传感网络目标覆盖问题。有向传感器对目标进行覆盖时,因为传感器自身特性,每次工作方向只能激活一个覆盖方向。在此背景下,研究了传感器网络对目标监测的最优覆盖效用问题,目的在于,研究针对整个监测区域内的目标进行有效监控,避免节点对目标重复覆盖并造成传感器节点浪费,提出基于强化学习算法节点调度覆盖方法。最后验证算法有效性。(3)无线路由协议优化问题。在无线传感网络中信息传输中,路由协议的优化是提升无线传感器网络寿命的关键点。提出基于聚类k-means算法的改进LEACH协议优化方法,方法将传感器节点按照距离因素进行分类,并在节点形成的类中竞争簇头,有效的避免了形成簇头分布不均造成节点传输信息过程中节点能量的过度消耗的问题,仿真结果表明提出的方法有效提高网络寿命。