无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)技术是21世纪具有广泛应用前景的热门网络技术，由于无线传感器网络自身特点，节点能量十分有限，往往部署一次后就难以再次补充能量，因此针对无线传感器网络的能耗问题研究成为一个热门研究方向。而且随着无线传感器网络技术的日臻成熟以及应用成本的逐渐降低，无线传感器网络越来越受到市场的青睐，诸如道路，桥梁，线缆检测等线性拓扑网络应用研究领域的问题也逐渐凸显出来。本文就线性拓扑无线传感器网络的能量问题进行研究，首先针对无线传感器网络的系统结构与组成，网络拓扑结构特点，关键技术与技术特点进行了简单研究。然后对无线传感器网络的路由协议特点与设计要求进行了分析研究，并对现有无线传感器网络路由算法进行分类分析，特别研究了现有路由算法在线性拓扑无线传感器网络中的应用特性及优缺点，通过分析线性拓扑无线传感器网络的能耗特点，提出了一种针对线性拓扑无线传感器网络优化的非均匀分簇路由算法。算法设计了综合考虑簇头能耗均匀和整体网络能耗的目标适应值函数，并以网络分簇规模作为直接优化粒子，通过优化选择簇头位置，采用粒子群算法优化选择网络分簇，完成网络非均匀分簇布局，均衡簇头能耗。在优化非均匀分簇的同时，为最大限度的节约网络能耗和均匀节点能量，在簇间多跳路由中加入基于最小通信能量和综合考虑节点剩余能量的簇间多跳路由策略，并以此作为算法簇间能量计算的规则，达到优化网络结构，延长网络生命周期的目的。同时针对传统周期性网络分簇能耗大，应变能力差，以及线性拓扑无线传感器网络中单一路由造成的传输可靠性差等问题，在簇头更新机制上加入基于备选簇头的局部簇头更新和基站全局优化更新的混合簇头更新机制，并从分簇能效比方面综合考量局部和全局分簇，以节约网络能量。最后利用MATLAB数学工具，根据网络数据传输特点及要求，编写能量消耗模拟仿真程序，并就本文算法在密集型和稀疏型线性拓扑无线传感器网络的表现与现有算法进行比较分析，仿真结果表明，本文算法在线性拓扑网络场景中具有较好的适应性，相比现有算法，在网络生命周期，网络整体能耗和簇头能耗均衡上都有较好表现。