随着工业和科技的高速发展,电网规模更大、结构更复杂,电压等级更高,使得高压开关柜内电气误操作事件的发生率越来越高,造成设备损坏、工厂停工、电网中断甚至危及生命。目前高压开关柜内的传统预警装置多采用氖灯预警,在明亮环境下很难分辨,且不能实时将开关柜内情况反馈给总控制台,导致误操作事故频繁发生。因此,设计一款具有在线实时检测的多功能预警系统非常有意义。本文设计的高压开关柜内安全作业预警系统不同于传统预警系统,本系统包括上位机服务器和柜内下位机预警装置。预警装置不仅具有带电显示预警的基本功能,且内置μC/OS操作系统,为以后装置的升级提供便利;同时实现了下位机预警装置与上位机服务器间基于IEC60870-5-103规约（以下简称103规约）的通信。本文首先介绍了整个预警系统的组成和工作流程,对下位机预警装置的硬件组成和功能进行描述,然后根据预警系统的功能需要对采样、测距、声光报警和上传服务器等功能进行开发。装置通过LED灯实时显示运行状况及预警信息,超声波模块测距判断开关柜柜门开关状态,语音模块对操作人员发出语音报警,同时通过串口模块或以太网模块将实时信息以103报文形式上传服务器。本文深入学习研究103规约以及南瑞继保规定的以太网103规约,掌握了规约的数据结构和通信流程。结合预警系统的工作需要,选取103协议中的部分功能组成了本预警系统的通信协议,实现了装置与服务器间规约报文的组织和传输。本系统为了高效稳定的实时监测装置运行状况设计了基于MFC的上位机服务器软件。软件的设计和实现主要分为串口服务器的搭建、网络服务器的搭建。串口服务器设计了手动和轮询两种工作模式;网络服务器使用TCP传输控制协议开发。本串口＆网络服务器软件严格按照103规约编写并实现了 103规约主站的基本功能,两种通信方式下都可以主从一对一、一对多与下位机进行通信并对收发的103报文进行文字解析显示。最后对本预警系统进行了严格的实验测试和现场调试运行。装置在高温长时间的工作环境下预警及时准确,通信实时高效,各个模块运行稳定,服务器软件运行正常,系统的稳定性和耐用性达到了设计要求。