硬件系统电路包含以下几部分：中央处理器选用FREESCALE公司生产的工业级芯片MC9S08DZ32，该芯片带有CAN控制器、SPI接口、SCI接口和键盘接口，处理器外围扩展电路中无线传感器模块Chipcon CC2420和语音芯片ISD4002使用SPI总线连接，GSM模块 TC35I和液晶显示器模块LCM12864通过扩展的CD4052数据分配器与SCI接口相连。
2 电脑钥匙软件设计
　　电脑钥匙软件开发基于复旦大学嵌入式实验室自行研发的FDCX08实时多任务操作系统。FDCX08操作系统支持多至8个任务同时运行，采用优先级任务调度方法，支持抢先调度，支持任务间通信，具有邮局通信和信号量控制功能；支持CAN通信、SCI通信、SPI通信，具有定时时钟功能，可为各个任务提供定时和超时计数服务；支持MC9S08DZ32的各种中断，为各个任务提供中断处理服务。操作系统的要求比较简单，要求该操作系统最大程度地减少系统的开销，将任务调度和系统调用的时间缩至最小。
　　FDCX08的体系结构如图3所示。

　　系统任务为最低优先级，主要完成CAN总线、SCI、SPI通信、报警以及系统检验任务；输入任务包括远方嵌入式“五防”主机（简称“五防”主机）下达的命令任务，以及由智能锁具传来的状态信息；每个控制任务代表一个控制通道，输出任务是对不同输入任务的响应。图4为电脑钥匙的软件结构。

3 电脑钥匙操作过程
　　基于网络的防误操作系统对变电站所有开关、刀闸、接地线等进行统一编码，使每个操作闭锁项都具有一个唯一的ID号。为增加操作的可靠性，除识别锁编码外，还要检测设备状态，当这2个条件都满足时，锁才能被打开，设备才允许操作。
　　操作过程需要模拟演示和实际操作二部分。当进入仿真培训功能时，控制中心 “五防”主机自动将培训操作前的模拟屏状态记忆下来，并将仿真培训状态下模拟屏各元件的分、合闸位置建立一个虚拟的开关量状态表，实现对仿真培训操作的综合分析，判断操作的正误，给出操作信息，指导运行人员进行正确的操作，同时记录错误的原因和性质，并打印出结果以供今后分析使用。退出仿真培训功能时，计算机会自动提示运行人员将改变过的模拟元件位置恢复，强制运行人员将模拟屏状态恢复至正确状态。从而有效地保证了模拟屏状态与现场设备实际位置严格保持一致。
　　“五防”主机将标准票的操作项按照操作顺序传送给具体实施操作的电脑钥匙。电脑钥匙将接收来的操作数据有序地放在其内部Flash存储器中，并严格按此步骤识别待操作的设备编码,只有设备与操作票相吻合时，电脑钥匙才能打开编码锁，开放操作机构或接通操作回路，允许对设备进行倒闸操作。当设备完成倒闸操作并重新闭锁好后,向电脑钥匙发出响应信号，表示该项操作完成,电脑钥匙的操作项缓冲区指针将指向下一个操作项，直至整张操作票被逐项有序地执行完毕，有效地避免了误入间隔和走空程序的问题。电脑钥匙在操作的全过程中,通过网络实时地将操作设备的分、合闸动作反馈到主控制室，使主控制室工作人员能及时监视到现场操作的每一步，从而进一步提高整个系统的综合性能。
4 几种特殊闭锁方式的实现
　　“五防”主机对设备状态信息实时刷新，实时检测开关、刀闸的状态并据此随时校验操作步骤。下面为几种特殊闭锁方式的实现：
　　(1)线路侧带电时闭锁线路接地刀(或接地线)
　　通过电压抽取装置及状态变换器将线路侧带电与否的信号加在机械锁的状态输入端，当电脑钥匙操作此步骤时，首先识别锁编码，然后判断线路状态，仅当此状态符合规程要求时，机械编码锁才可被打开，接地刀或接地线方可被操作。
　　(2)对侧接地刀闭合时闭锁出线刀闸
　　将对侧接地刀状态通过载波送到本侧，然后通过解码设备分离出状态信号，并送入出线刀闸机械锁的状态输入端供电脑钥匙检测。当对侧接地刀状态符合电脑钥匙操作状态要求时，机械锁方可被打开，出线刀闸才能被操作。
　　(3)集控站操作闭锁
　　系统采用遥控闭锁继电器对监控操作实施硬接点强制闭锁，在操作回路中串联接入闭锁常开接点，防止在集控站远方操作或当地监控操作中，由于运行人员操作不当所造成的误操作，也可解决当地监控系统或通信系统由于雷击或软硬件故障、干扰等造成的误动作。
　　(4)防止误入带电间隔^[3-4]
　　利用传感器位置信息的解析算法，简单确定目标是从2个电脑钥匙一侧通过还是之间通过，从而验证现场操作员是否误入带电间隔。
　　假定目标作直线运动，则目标运动轨迹相对于电脑钥匙位置，只可能有2种情况:目标从电脑钥匙一侧通过;目标从2个电脑钥匙之间通过，如图5、图6所示。