水轮机的转速对维持电网的稳定十分重要。转速信号的好坏会直接关系到水轮机整个控制系统的精度、稳定性以及有关的动态特征。水轮机蠕动又称为机组爬行,具有非常隐蔽的特点,长时间的蠕动就会破坏水轮机的轴承,给水力发电站带来巨大的损失。因此在水轮机运行时,需要对它的转速信号进行准确、实时的测量;在水轮机停机时,需要水轮机进行有效的蠕动监测。针对水轮机转速的测量,本文提出并运用一种基于变M/T法采用主从同步定时模式的测速方法,设计了处理器内部两个定时器同步计数协同工作的方式,该方式可实现一个外部触发同时启动两个定时器计数,从定时器的启动和停止完全由主定时器控制,并且结合当前的转速值动态的设定主定时器的计数条件。另外系统采用GPRS模块做为无线通信方式,对水轮机转速值进行远程传输。针对水轮机蠕动监测,本文提出并运用一种光电成像式的蠕动监测方法,在水轮机大轴的齿盘底部安装照明光源,通过CCD工业相机采集齿盘图片,对齿盘图像进行处理,识别出齿盘的轮廓,并计算得到齿盘凸齿边沿所在直线与水平方向的夹角,通过监测夹角的变化来实现对水轮机蠕动的有效监测。本文将理论运用于实践,以STM32单片机和PC机为核心设计出水轮机转速和蠕动远程监测系统,并设计出了系统的电路原理图。其中STM32单片机完成对水轮机的转速测量和数据的无线传输;PC机端运用VS2012和Open CV完成对齿盘图像的处理从而实现水轮机的蠕动监测。最后在实验室进行了转速测量实验,实验结果表明在5r/min～20000r/min的高低转速范围内,本系统能够实现对转速的精准测量,相对测量误差小于0.2‰,并可以通过GPRS模块实现转速值的远程无线传输。在某实验室模拟水轮机蠕动工况,对水轮机齿盘的图像进行了连续采集,根据光电成像式蠕动监测原理,在PC机上运用Open CV对齿盘图像进行处理,有效的监测出了水轮机蠕动的角度。本文所设计的系统在水轮机转速测量和蠕动监测方面表现出了良好的性能,具有实用价值。