近年来，我国水电事业飞速发展，如何确保水电站的安全稳定运行成为目前各大水电站研究的重要课题。在水电站中，对大坝安全进行实时监测是保障其经济效益和人民安全的重要手段，而变形监测在大坝安全监测体系中又起着尤为重要的作用。通过监测设备将坝体、坝基和坝肩的变形量及时进行反馈，然后根据测量数据对水电站运行情况做出评估和预测是确保水电站安全、经济、稳定地运行，并及时发现异常现象或工程隐患的必要措施。本文根据水电站对大坝变形数据进行实时监测的要求，设计了一种基于STM32F103VC的大坝监测设备。设备采用电荷耦合元件测量线体位置变化，从而实现大坝在水平或垂直方向形变的实时监测。设备将最终结果在工业级LCD上进行显示，并可通过按键或上位机软件的操作进行显示数据和测量参数的调节和控制。本文通过硬件电路的改进、边缘检测算法的改进以及μC/OS-II操作系统的移植，大大提高了设备的稳定性、实时性以及测量精度。首先，设备在硬件电路上通过对CCD信号噪声的预处理、通信模块的隔离和阻抗匹配等措施提高了设备的抗干扰性；通过对电源电路进行自我保护设计，不仅加强了对于设备的异常处理和自恢复能力，也同时将数据传输的误码率降低至10-6以下，加强了设备的稳定性。其次，论文对CCD信号进行相关双采样及AD转换并根据图像特点采用了改进的图像边缘检测算法，同时对检测数据进行直线拟合进行边缘点的确定，从而大大提高了监测的精确度。最后，论文对μC/OS-II操作系统进行裁剪和移植，实现了对每个细分任务的切换和调度，优化了系统功能模块的软件管理流程，进一步提高了监测系统的实时性和稳定性。本文所设计的大坝实时监测系统从监测精度、监测稳定性、监测智能化等方面都进行了优化和改进，已经达到并远远优于《大坝安全监测自动化技术规范》中的要求。