智能控制單元應具有以下功能：
① 現(xiàn)場運行參量的監(jiān)測；
② 故障保護；
③ 故障診斷；
④ 就地/遠方調控；
⑤ 被控開關運行狀態(tài)監(jiān)視及現(xiàn)場運行工況記錄；
⑥ 通信；
⑦ 一次開關電器元件的在線監(jiān)測。
1．智能監(jiān)控單元的硬件設計
智能監(jiān)控單元硬件是智能開關設備完成各種功能的物理設備，其主要元件的選擇、電路的設計直接影響到產(chǎn)品的功能、可靠性、通用性等綜合指標。
多處理器技術是監(jiān)控單元設計中的一種發(fā)展趨勢。傳感器的數(shù)字化和智能化，主令電器及輸出控制繼電器無觸點化和網(wǎng)絡功能的開發(fā)和應用，可以把現(xiàn)場參量的變換和數(shù)字計算功能、開關量輸出驅動功能，從監(jiān)控單元中徹底分離出來。采用多處理器技術，則更進一步使監(jiān)控單元的其它各種功能分散，形成更加獨立和完善的功能模塊。各處理器間，處理器與輸入、輸出通道間采用雙端口ram連接，甚至采用數(shù)字通信網(wǎng)絡互連，可組成一個功能高度分散，管理高度集中的新型監(jiān)控單元。
專用集成控制芯片的開發(fā)與推廣應用，是智能監(jiān)控單元硬件結構發(fā)展的最具有應用價值的途徑。把監(jiān)控單元中的中央處理模塊(包括各種i／0接口電路)、通信模塊、輸出驅動電路等全部集成于一塊芯片中，不僅線路簡單，體積小，價格低，而且有很強的抗干擾能力。
2．監(jiān)控單元軟件設計
隨著智能開關在供電系統(tǒng)應用領域的發(fā)展，監(jiān)控單元的硬件基本已標準化、通用化，為智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)嵌入式設計奠定了基礎。為此，軟件設計方法也必須適應這種變化，以滿足系統(tǒng)靈活多變的配置要求。
（1）模塊化設計。根據(jù)監(jiān)控單元完成的功能，把軟件劃分成不同的模塊，每一模塊對應一種功能，或者說每一個程序模塊完成一種指定的工作任務；另一方面，可以用不同的軟件設計平臺，如實時任務操作系統(tǒng)rtos(real-time tasking operation system)、組態(tài)式軟件設計方法等，在不改變監(jiān)控單元軟件基本結構的條件下，方便地配置智能化系統(tǒng)中各底層設備的控制功能。
（2）面向用戶的設計方法。嵌入式系統(tǒng)軟件設計的一個重要特征是在用戶與底層現(xiàn)場設備內部的硬件和數(shù)據(jù)資源之間有一個軟件管理系統(tǒng)，用戶對這些設備硬件資源的操作和對內部數(shù)據(jù)的訪問，都經(jīng)過這個軟件管理系統(tǒng)來完成，這樣，用戶不必了解其硬件配置的細節(jié)，就可以按智能化系統(tǒng)配置要求，對各底層現(xiàn)場設備進行二次開發(fā)。
3．現(xiàn)場參量測量和保護信息的處理技術
作為供電系統(tǒng)主要設備的開關電器，其智能監(jiān)控單元不僅要完成電器元件的分、合操作，而且必須完成對現(xiàn)場運行參量的測量，并根據(jù)測量結果判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。為保證測量和保護精度，在測量通道中，主要采取以下一些措施來控制各個環(huán)節(jié)的精度。
① 采用高精度和線性度的傳感器；
② 選用采樣與處理合一的智能傳感器；
③ 選用高性能中央處理器（如dsp等）；
④ 合理選擇數(shù)據(jù)處理的算法。
4．監(jiān)控單元的電磁兼容性技術
作為供電系統(tǒng)環(huán)境中運行的電子產(chǎn)品，智能監(jiān)控單元工作在高電壓、大電流的現(xiàn)場環(huán)境中，受到不同能量、不同頻率的電磁干擾，因此對它的電磁兼容性emc(electro magnetic compatibility)設計是保證其可靠工作的關鍵問題之一。emc包括電磁敏感性ems(electro magnetic sensitivity)和電磁干擾emi(electro magnetic interference)兩方面的內容，在智能監(jiān)控單元的設計中，最關心的是如何降低電磁敏感性，提高其抗外部環(huán)境電磁干擾的能力。
通常采用以下措施來降低智能監(jiān)控單元的電磁敏感性。
（1）科學地布置印刷電路板線路。這樣，可減少因布線不合理，由電路分布參數(shù)耦合產(chǎn)生的干擾。
（2）合理選擇和配置線路濾波器。這是抑制電磁干擾最有效的措施之一，濾波器元件的選擇和布置不合理會影響干擾抑制效果，甚至帶來不可預見的附加干擾，現(xiàn)已開發(fā)出專用的線路濾波器模塊，可以根據(jù)現(xiàn)場情況選用。
（3）采取合理的接地措施。通過接地線把經(jīng)電路引入的干擾信號旁路入地。
（4）設計可靠的電磁屏蔽。此舉可避免空間電磁場對監(jiān)控單元的干擾，在監(jiān)控單元本身的物理結構設計中，應將電源模塊、繼電器輸出模塊等可能產(chǎn)生電磁干擾的部分與中央控制模塊分別安裝，并加裝電磁屏蔽。
（5）采用各種軟件可靠性設計技術。在軟件中設計可靠的自檢程序模塊、采用軟件冗余技術、重要數(shù)據(jù)設置要備份、配置看門狗(watchdog)等，提高智能監(jiān)控單元軟件的抗干擾能力。