【正点原子 D20 WiFi 模块】介绍、配置、工程测试
【正点原子 D20 WiFi 模块】介绍、配置、工程测试
本文介绍了正点原子 D20 WiFi 模块的相关信息，包括参数资源、功能特点、模式配置、上位机等，并通过 MQTT 透传实现相关工程测试、Home Assistant 平台数据上传等。
介绍
ATK-D20 是由正点原子团队（ALIENTEK）自主研发的一款高性能 2.4GHz WiFi DTU 模块，主要用于实现串口设备通过 WiFi 无线方式接入网络。
- 该模块支持 AP（接入点）、STA（客户端）两种联网模式，可灵活适应不同的网络接入环境。
- 通过配置，串口设备可借助 ATK-D20 快速连接至局域网或互联网，实现与远程服务器之间的双向数据通信，广泛适用于工业自动化、物联网终端、远程监控等场景。
- 模块支持 TCP、UDP、HTTP、MQTT、原子云等多种通信协议，支持 AT 指令控制、注册包、心跳包、Modbus 采集等功能，极大地方便了二次开发与系统集成。
外观
侧面
硬件接口
功能特点
- 支持 AP（接入点）、STA（客户端）双模式切换
- 支持多种工作模式：NET（TCP 客户端/TCP 服务器/UDP 客户端/UDP 服务器）/HTTP/MQTT
- 支持接入云服务器平台：原子云/阿里云/OneNET
- 支持自动轮询采集任务功能，可选自定义轮询和 Modbus 轮询，最大支持 64 条命令
- NET 模式支持 4 个网络连接同时在线
- 支持动态域名和 IP 地址访问
- 支持注册包/心跳包功能
- HTTP 模式下支持 GET 和 POST 请求，并且支持请求头参数配置等功能
- 支持多种配置方式：AT 指令、透传指令、上位机
- 支持自动重连、掉线监测、内置看门狗、确保稳定可靠
- 支持串口时间与长度打包机制，串口数据缓存每路连接为 4KB
- 支持多路数据分发功能
- 支持实时时间查询功能
- 支持多种固件升级模式：本地升级、远程升级和自动更新固件
- 支持 5~28V 宽电压供电，满足各种场合
指示灯
NET
- 灯灭：模块未工作
- 灯亮 200ms/灯灭 1800ms：没有连接上 WiFi（STA 模式）
- 灯亮 250ms/灯灭 250ms：数据通讯状态
LINK
MQTT
- 未连接：LINK 亮 50ms/灭 1s
- 连接成功：LINK 常亮
原子云
- 未连接：LINK 亮 50ms/灭 1s
- 连接成功：LINK 常亮
模式
设备支持两种工作模式：STA（客户端）模式 和 AP（接入点）模式。
STA 模式
STA（客户端）模式下，设备以 Wi-Fi 客户端身份接入已有的无线局域网，借此访问局域网或互联网。
此模式支持以下功能模式
- ① 网络（NET）模式
- ② HTTP 模式
- ③ MQTT 模式
- ④ 阿里云模式
- ⑤ OneNET 模式
- ⑥ 原子云模式（新版/旧版）
AP 模式
在 AP（接入点） 模式下，设备自身作为无线热点，供其他终端（如手机、电脑）连接进行本地通信或参数配置
- ①AP 模式
上位机介绍
DTU 配置软件是为正点原子 ATK-D20 定制的一款多功能上位机软件。
-
具备多种功能
- 串口收发数据功能；
- 提供一键配置与查询按钮操作；
- 定位信息地图展示功能；
- 自定义 AT 指令发送框；
- AT 指令帮助手册；
- 固件升级等。
-
上位机在
资料包-2,软件资料-1,配置软件文件夹下。
硬件连接
在使用前，需要先准备以下硬件资源：
- 一套 ATK-D20 产品；
- 外部供电电源（可使用 5V/1A 的适配器）；
- 一块 DTU 测试板或 USB 转 TTL 串口工具；
- 一根全频段天线（产品配套）
接线图
| D20 | USB to TTL | Note |
|---|---|---|
| RX | TXD | Receive |
| TX | RXD | Transmit |
| GND | GND | Ground |
| + | 电源正极 | Positive |
| - | 电源负极 | Negative |
连接上位机
-
USB 转 TTL 串口工具数据线连接至电脑 USB 端口；
-
打开上位机
ATK-D2x配置软件； -
软件串口参数配置，COM 选择串口设备端口号；
-
出厂默认串口参数为：
-
波特率 115200
-
停止位 1
-
数据位 8
-
奇偶校验位 NONE
-
-
打开串口。
WiFi 连接
打开串口后，首先连接无线网络
- 进入 WiFi 配置 页面；
- 选择 STA（客户端） 模式；
- 填写 WiFi 名称（SSID） 和密码；
- 点击上方
保存所有参数按钮； - 点击
重启使配置生效。
网络连接测试
信号强度检测
点击 查询信号强度 按钮
- 正常范围：0 ~ -50（信号好）
- 信号差：-50~-80
- 异常值：-128（无信号）
IP 模式检查
点击 IP 模式信息 按钮
- 正常：显示有效 IP 地址
- 异常：IP=0.0.0.0（未获取 IP）
- 忽略项：DNS=0.0.0.0
PING 测试
输入目标地址 bing.com ，点击 PING 请求 按钮
- 良好：丢包率 0%
- 基本可用：丢包率<100%
- 故障：丢包率 100%
固件升级
在网络连接的基础上，打开左侧 固件升级 菜单栏；
- 固件加载方式为
网络加载固件； - 点击
网络固件升级按钮；
- 待升级完成，自动重启，并输出 ATK-D20；
- 此时可查询固件信息参数等，固件升级完成。
工程测试
ATK-D20 默认为 NET 网络连接模式，这里使用 MQTT 工作模式。
通过 MQTT 协议，将单片机采集到的温湿度信息上传至 Home Assistant 智能家居平台。
MQTT 配置
-
检查硬件连接，打开 ATK-D2x配置软件，打开串口；
-
进入左侧
模式配置界面，工作模式选择 MQTT； -
填写 MQTT 服务器用户名、密码、ip地址、订阅主题、发送主题等信息；
-
点击上方
保存所有参数按钮，此时上位机自动发送 AT 指令，完成 MQTT 配置并自动重启；
MQTT 测试
这里使用 MQTTX 和串口助手进行 MQTT 透传测试。
MQTTX
使用 MQTTX 软件作为客户端进行数据接收。
- 新建连接，填写 MQTT 服务器地址、用户名信息等，点击 Connect 按钮；
- 新建订阅主题，输入 ATK-D20 上位机对应的发布主题信息；
- 在发送主题中输入 ATK-D20 上位机对应的订阅主题；
- 通过上位机和 MQTTX 软件可实现 MQTT 消息互传；
串口助手
使用串口调试助手进行 MQTT 透传测试
- 关闭上位机调试软件的串口连接；
- 打开串口调试助手，配置串口信息，打开串口；
- 串口助手发送消息，MQTTX 可实现接收、以及消息互传；
- 实现正常收发，可连接单片机实现项目应用。
Home Assistant
使用单片机串口发送数据至 ATK D20 并通过 MQTT 透传至 Home Assistant 平台。
硬件连接
实物图
连接方案
| MCU | ATK-D20 | Note |
|---|---|---|
| RX | TX | Receive data |
| TX | RX | Transmit data |
| GND | GND | Ground |
代码
这里使用 RP2350 单片机通过 AHT10 传感器采集环境温湿度数据，并通过串口发送至 ATK-D20 模块，D20 由 MQTT 透传发送至 Home Assistant 平台。
- RP2350 单片机代码如下
# main.py —— AHT10+OLED 本地显示，同时串口 JSON 输出给 ATK-D20 做 MQTT 透传
from machine import Pin, I2C, UART
import utime, aht10, ssd1306
import ujson# OLED 初始化
i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400_000)
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)
aht = aht10.AHT10(i2c, address=0x38)# 打开串口，波特率与 D20 配置一致（默认 115200）
uart = machine.UART(1, baudrate=115200, tx=8, rx=9)def display_TH(t, h):oled.fill(0)oled.text("Temperature: ", 0, 0)oled.text("{:.2f} C".format(t), 0, 15)oled.text("Humidity: ", 0, 35)oled.text("{:.2f} %".format(h), 0, 50)oled.rotate(0)oled.show()while True:temp = aht.temperature()humi = aht.humidity()# 1. 本地显示display_TH(temp, humi)print('Temp: {:.2f} C, Humi: {:.2f} %'.format(temp,humi))# 2. 打印到串口，D20 透传至 MQTTuart.write(ujson.dumps({"temp": round(temp, 2), "humi": round(humi, 2)}) + '\n')utime.sleep(2) # 2 s 上报一次
保存代码。
效果
连接硬件，运行程序，终端打印温湿度信息；
配置 HA 平台的 YAML 文件，根据主题添加相关参数；
mqtt:sensor:- name: "AHT10 温度"state_topic: "homeassistant/aht10"unit_of_measurement: "°C"value_template: "{{ value_json.temp }}"- name: "AHT10 湿度"state_topic: "homeassistant/aht10"unit_of_measurement: "%"value_template: "{{ value_json.humi }}"
进入概览页面，编辑仪表盘，添加对应的卡片即可；
总结
本文介绍了正点原子 D20 WiFi 模块的相关信息，包括参数资源、功能特点、模式配置、上位机等，并通过 MQTT 透传实现相关工程测试、Home Assistant 平台数据上传等，为该产品在工业物联网领域的开发设计和快速应用提供了参考。