近年来,由于电力网络变得日益庞大和复杂,大量大功率设备、非线性设备和逆变设备的使用,使得电网的稳定性和可靠性受到威胁,所以对变电站的运行状况进行实时监测和控制变得尤为重要。在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,为变电站所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和技术基础,同时对远程终端单元(RTU)的性能要求也越来越高。针对传统的基于单片机的RTU不能满足高速、实时、远距离通讯要求的问题,论文提出了一种基于Cortex-M3内核处理器STM32F207的高速、多通道、通信方式多样的RTU解决方案。采用多路模拟开关选择技术和IO口扩展技术,在有限的硬件资源情况下,增加了RTU的采集通道数。本文首先介绍了国内外RTU的发展历程和趋势,分析了各种RTU解决方案的优劣,确定了基于STM32F207的远程终端单元的设计方案。然后根据功能需求,设计了RTU的硬件组成模块和硬件总体设计框图,并分析了各个模块电路的工作原理,包括多路模拟开关选择电路、信号调理电路、IO口扩展电路、RAM扩展电路、通信接口电路。接着,在ARM集成开发环境MDK软件平台上按照模块化和层次化的设计思想,设计了各个软件模块,重点介绍了RTU的交流采样算法原理和具体实现,并采用Modbus协议作为RTU与上位机的通信协议。最后搭建了RTU的测试平台,使用专业的RTU测试仪对RTU的各项性能进行了详细的测试,将测试数据和理论数据做了对比,计算出了相对误差,并分析了误差产生的原因。实际应用中的测试和运行表明,本文设计的基于STM32F207的变电站远程终端单元运行稳定可靠,采样精度较高,响应速度快,具有较好的市场前景。