机务段检修人员在整备、检修电力机车时，经常需要在车顶作业。由于车顶接近25KV的接触网，为保障检修人员的生命安全，必须对控制接触网通断的隔离开关以及机车车顶天窗的车顶钥匙进行严格管理。目前，我国电力机车车顶钥匙管理水平较低，重大的安全事故时有发生。因此，基于我国机务段的目前的硬件条件和现行的机务段生产操作流程，在不改变现有管理模式的情况下，设计一种稳定、安全、可靠的监控设备来实现整个电力机车车顶钥匙的自动化管理具备重大的意义。“车顶钥匙管理系统”是结合我国铁路机务段现有的管理体制进行设计的，该系统能对机务段现场的机车位置、机车编号、高压接触网状态、工具箱状态、操作箱状态和车顶钥匙管理状态等信息进行自动采集，实现对车顶钥匙分发流程安全有效的控制管理，从而保证工作人员生命安全。本论文中叙述了车顶钥匙管理系统的整体结构以及实现方法，重点论述了CAN总线结合无线通讯方式的多级通讯网络的构建以及室内外下位机系统功能实现。下位机采用优化的控制策略，基于单片机的数据采集方式，实现了对现场信息的准确采集、隔离开关设备互动控制以及数据的实施通讯。目前，该系统经过生产现场的实际测试和调试，已经通过相关的科研鉴定，基本功能达到了设计要求，正在进行产品化推广。