from machine import Pin, SoftI2C, ADC, PWM
from servo import Servo
import dht
import math
import time
from lcd_api import LcdApi
from i2c_lcd import I2cLcd
import wifi 
from umqtt.simple import MQTTClient
################################ Mo ta thiet bi
# relay dieu khien hoat dong may bom nuoc/may bom dung dich phan bon
# phần máy bơm hoạt động luân phiên đang bị auto hoạt động và chưa có biện pháp ngắt nguồn

# servo dieu khien mai che nang 
# LRD la cam bien anh sang (cai mau xanh xanh nam tren breadboard)
# LRD -> servo
# cam bien do am dat la chip custom mau xanh luc o duoi
# nut bam thuc hien dieu khien thu cong

################################
#cam bien nhiet do, do am
sensor = dht.DHT22(Pin(14))
h = -1
################################
#man hinh led
I2C_ADDR = 0x27
totalRow = 2 
totalColumns = 16
i2c = SoftI2C(scl = Pin(22), sda = Pin(21), freq = 10000) #initializing I2C method for ESP32
lcd = I2cLcd(i2c, I2C_ADDR, totalRow, totalColumns)
lcd.putstr("Hello")
time.sleep(1)
# lcd.clear()

################################
#cam bien anh sang
#muc anh sang khong tot: direct sunlight (>30,000 lux)

adc = ADC(Pin(32))  
atten_value = ADC.ATTN_11DB
adc.atten(atten_value)
rl10 = 50000     #  LDR resistance at 10lux
gamma = 0.7     #  log(R) / log(lux) 

#tinh quang tro
def calculate_resistance():
    value = adc.read()  
    voltage_ratio = value / (4095 - value)
    return 10000 * voltage_ratio

#R = R_10 * (lux / 10) ^ -γ => lux = 10 * (R / R_10) ^ -1/γ
#tinh lux
def calculate_lux(resistance):
    return 10 * math.pow(resistance / (rl10), -1 / gamma)

################################
#servo
motor = Servo(pin = 23)
# motor.move(n) # quay n°
servAngle = 0

################################
#relay
#relay led đỏ bơm nước tưới
#relay led vàng bơm dung dịch phân bón

waterRelay = Pin(25, Pin.OUT) # nước
fertilizerRelay = Pin(26, Pin.OUT)  # phân bón

# relay.off cổng COM kết nối NC
# relay.on cổng COM kết nối NO
# relay.on()

################################
#soil_sensor_chip
# khoảng giá trị đầu ra 350-1024
# 350 là có nước, 1024 là không có nước
# cách dùng: soilMois.read()
soilMois = ADC(Pin(34))
soilMois.atten(ADC.ATTN_11DB)

#test button
button = Pin(4, Pin.OUT)

################################
# Khai báo biến đo lường
t = -1   #nhiệt độ
h = -1   #độ ẩm
lux = -1     #ánh sáng
soilMoisterValue = -1

countingTime = -1

#Các mảng này để lưu trữ và tính giá trị trung bình trong một khoảng thời gian
t_stack = []
h_stack = []
lux_stack = []

# Hàm khởi động máy bơm tưới nước
def watering(duration):
    waterRelay.on();
    time.sleep(duration)
    waterRelay.off()

#################################
# Setting wifi và liên kết đến mqtt
wifi.connect_ap()

#MQTT
client_id = "720e81de16ff4f6786bbed0c1da73392.s2.eu.hivemq.cloud" 
server = "broker.hivemq.com"
client = MQTTClient(client_id, server)
client.connect()


motor.move(0)
while True:

    # Bộ đếm giây
    countingTime += 1
    # print(countingTime)
    time.sleep(1)

    #Kiểm tra trạng thái tưới tưới
    isWatered = False

    #reset bộ đếm sau mỗi 24h
    if countingTime > 24*60*60:
        countingTime = 0

    # Đo sau mỗi 5 giây
    if countingTime % 5 == 0:
        # đo từ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 
        sensor.measure()
        t = sensor.temperature()
        h = sensor.humidity()
        #Lưu giá trị đo lường vào stack
        t_stack.append(t)
        h_stack.append(h)

        # Đo giá trị ánh sáng, đất
        lux = calculate_lux(calculate_resistance())   # đo độ sáng
        print(lux)
        lux_stack.append(lux)   #Lưu vào stack

        soilMoisterValue = soilMois.read()    #đo độ ẩm đất

        #Hiển thị lên led
        lcd.clear()
        lcd.move_to(0, 0)
        lcd.putstr("Temperature:" + str(t))
        lcd.move_to(1, 0)
        lcd.putstr("Humidity:" + str(h))
        lcd.move_to(2, 0)
        lcd.putstr("Lux:" + str(lux))
        lcd.move_to(3, 0)
        lcd.putstr("Soil Moister:" + str(soilMoisterValue))

    if countingTime % (10*60) == 0:    # Xử lí dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm sau mỗi 10p
        tempAverage = sum(t_stack)/len(t_stack)
        humidAverage = sum(h_stack)/len(h_stack)
        # isWatered = False
        # print(tempAverage)
        # print(humidAverage)

        # Gửi dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm trung bình trong 10p vừa rồi lên mqtt/thingspeak/ifttt
        print("Send data to broker")
        client.publish("IoT_MQTT_TemperatureA", str(t))
        time.sleep(2)

        #Khởi động máy bơm nước để tưới khi nhiệt độ > 40
        if (tempAverage > 40 or humidAverage < 15) and isWatered == False:
            watering(10)    #Hàm định nghĩa ở trên
            countingTime += 10
            isWatered = True


        t_stack.clear()
        h_stack.clear()

    if countingTime % (60*60) == 0:   #Xử lí dữ liệu ánh sáng sau mỗi 1h
        luxAverage = sum(lux_stack)/len(lux_stack)
        # print(luxAverage)

        # Gửi dữ liệu ánh sáng trung bình trong 1h lên mqtt/thingspeak/ifttt
        #     Code here

        # Đóng màn che nắng khi chỉ số ánh sáng vượt 30.000 lux
        print(luxAverage)
        if (luxAverage > 30000):
            motor.move(180)
            print("Đóng màn che")
        else:
            motor.move(0)
            print("Mở màn che")
        
        lux_stack.clear()
      
    
    if countingTime % (12*60*60) == 0:      #Xử lí dữ liệu cảm biến đất sau mỗi 12h
        #Gửi dữ liệu độ ẩm đất lên mqtt/thingspeak/ifttt
        #     Code here

        #Tưới nước khi độ ẩm đất và không khí quá thấp
        if (soilMoisterValue > 1020 and humidity < 15) and isWatered == False:
            watering(10)
            countingTime += 10
            isWatered = True