无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）被广泛应用于各个领域,是物联网感知层重要的支撑技术之一。如何最大限度地提高其能量效率,是当前重要的研究课题。现存的WSNs能效优化研究存在以下两个问题。问题一,传统的能量收集受限于很多外部因素,缺乏稳定性,能量采集效率低下;问题二,经典路由协议在簇头选举和簇间路由选择上不合理,簇头选举未考虑节点能量,簇间多跳传输耗能严重,节点能量利用率低,导致网络寿命无法进一步延长。针对问题一中传统能量收集受限于时空因素且不稳定的问题,本文提出了一种基于无线携能通信（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT）技术的分簇网络模型。该模型采用SWIPT技术,可以将一部分射频信号（Ratio Frequency,RF）转化为电能,而将另一部分射频信号用于信息解码,从而实现信息和能量的同步传输,并且不受外界环境变化的影响,可以达到延长网络寿命的效果。在基于SWIPT模块的分簇网络模型中,利用分簇路由架构实现网络的数据转发与传输,在簇内基于SWIPT技术对网络能效进行优化,研究网络能效最优的功率分割比决策,将其建模为一个最优化问题,通过求解最优化问题,以最大限度的提高能量效率。针对问题二中经典的路由协议存在簇头选举和簇间路由不合理的问题,提出一种簇间路由优化算法。该算法称为分层能量感知权值路由算法,在簇头选举方面,对经典LEACH协议中随机簇头的选举进行了优化处理,加入Softmax函数对节点剩余能量进行衡量,有效防止能量过低的节点担任簇头节点,优先选取剩余能量较高的节点担任簇头节点,提高了网络中能量利用率。在簇间路由方面,在簇头节点与基站通信过程中,将簇头节点的剩余能量与路由权值做对比,形成最优的路由路径,降低网络能耗,延长网络寿命,提高了网络能量使用效率。本文基于MATLAB对上述模型及算法进行了大量仿真实验,实验结果表明,本文基于SWIPT技术的分簇网络模型下的路由优化算法拓展性良好,与经典LEAHC协议和改进过的i LEACH协议相比都有显著提升效果,在不同网络规模中都能有效延长无线传感器网络的使用寿命,在能量受限条件下,可以达到绿色通信的目的,为延长无线传感器网络寿命提供了理论基础。