近年来,随着电力行业的快速发展,人们对用电需求不断升高,变电站监控系统结构越来越复杂,运用的场合也在逐渐增多,所以对变电站监控系统的安全性及稳定性要求逐渐增高,同时变电站中存在高压等级的危险,错误的操作会导致人身安全,而传统的带电显示监控系统装置结构简单,预警方式单一,达不到较好的监控效果,设计和研究一套安全、稳定的变电站监控系统是非常有必要的。本文设计了一种新型的变电站监控系统,在安全性、实时性及可靠性问题方面相比传统的监控系统都有很大的改善。该系统由上位机软件和下位机组成,以STM32为主控芯片的监控装置作为下位机,监控系统采用IEC60870-5-104规约（简称IEC104规约）进行通信,增加了数据传输的可靠性,同时利用UDP协议进行数据传输,将监控装置的实时信息上传至上位机软件,实现了基于UDP Socket的远程实时监测与控制。在上位机设计部分,首先通过比较分析TCP和UDP通信协议的不同特点,指出了 UDP协议应用在本课题中的优势。然后将IEC103规约和IEC104规约的进行对比分析,选用IEC104规约更符合本课题的设计要求。最后对IEC104规约进行了深入的研究,仔细理解了规约的数据单元基本结构、规约的传输过程及报文分析,选取了 IEC104规约的相关功能,运用在监控装置环境中,实现了规约在监控装置中的运用。在下位机设计部分,包括了硬件部分的设计、调试和软件部分的编程,首先要熟悉各硬件装置模块的功能,如网络模块、语音播报模块、超声波测距模块,各模块采集到的数据会组织成报文的形式反馈给上位机,上位机对报文解析后能够收到各监控设备的状态,同时语音模块会对当前监控装置的状态实现语音监控预警。下位机程序编写分为三个模块:主程序流程模块、数据采集模块、监控模块。各模块实现其对应的功能,完成数据的采集和传送。最后对监控系统整体进行了测试和调试运行,上位机软件IEC104规约测试的稳定性方面:在PC机多次测试过程中,无报文丢失、报文重复传送、报文错传问题,同时用UDP协议进行广播发送数据时,服务器和客户端收发数据速度非常快,无卡顿或延时情况。下位机监控装置方面:语音播报和灯光监控显示正常,稳定性达到应用要求,装置在持续工作72小时的监控中,无出现误报、死机、重启等故障。