本实用新型公开了一种基于分级通信机制的锅炉膨胀监测系统,包括:设于各监测点的监测装置、数据收发装置和监控终端,其中:监测装置通过三维定位机构和第一微控制器监测锅炉膨胀数据,并通过无线通信模块将锅炉膨胀数据发送至数据收发装置;数据收发装置通过现场总线将接收的锅炉膨胀数据转发至监控终端。监测装置、数据收发装置和监控终端组成了分级通信的锅炉膨胀监测系统,监控终端通过现场总线与锅炉现场的数据收发装置进行通信,数据收发装置通过无线网络实时接收现场多个监测装置的返回锅炉膨胀数据。本实用新型具备通信功能,能向操作站实时返回各监测点的锅炉膨胀数据,便于锅炉运营人员根据实时数据及时调整锅炉启停速度。