目前,研究人员希望无线传感器网络应用能适用大规模、自组织、随机部署、环境复杂、资源有限场景。随着无线传感器网络技术的应用发展,水声无线传感网络(Underwater Acoustics Sensor Networks, UASNs)成为一种特殊的应用。由于水下环境的特殊性,信道传输的延迟很大,导致节点间通信冲突发生概率大。而且传播的多径效应以及信道容易受干扰,也导致数据传输的可靠性差,节点为了保证数据成功发送,需要多次重发数据,使节点的能量消耗很快。加上水下节点部署稀疏,如果存在某一节点能量耗尽,就会导致水下传感网络分割成不相连的子网络。为了应对这些挑战,需要在水下节点的组网和运行中的能耗控制加以研究,以延长水下网络的生命期。本论文针对目前在水下传感器网络的能量研究领域所存在的三个问题：节点部署规划问题,水下信道竞争,数据中继传输问题分别进行了相关研究,在水下环境监测应用模式下,提出了解决方案和理论模型。主要工作如下：本文首先研究水下传感网络拓扑和层次结构,通过分析水下传感网络的应用特点,研究节点部署方法线性规划,提出两种适用于水下环境监测符合覆盖度要求的水下传感网络,提出节点部署方法,通过增加冗余节点或者变化节点的距离,来实现网络节点的能量均衡。通过研究水下传感器节点的感知和能量消耗模型,在研究现有的信道竞争协议算法基础上,提出基于不完全信息静态博弈模型的信道竞争算法,把信道竞争问题以拍卖方式寻找均衡,以满足节点在竞争信道的能量优化需求,通过拍卖竞价机制,合理的结合节点剩余能量,来竞争和分配信道。使节点的能量效率更好,延长网络的寿命。研究水下传感网络的路由协议,根据水下传感网络的节点部署稀疏网络特点,提出基于能量均衡的数据中继节点选择算法,通过建立多人合作模型,实现中继节点间的能量均衡和能量效率提升,保证网络的最大连通时间。最后,针对上述的方法和算法,经过仿真平台的计算和验证,证明相关的研究成果适合水下传感网络应用,并且在网络性能指标保持情况下,使网络的生命周期延长。