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
import urequests as requests
import uasyncio as asyncio
################################ 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 = 4
totalColumns = 20
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)
led1 = Pin(26, Pin.OUT)
led2 = Pin(25, Pin.OUT)
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
motor.move(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

#Biến tính giờ
countingTime = -1

#Biến bù giờ bơm nước
additionalTime = 0


#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()

#################################
# Giải thích giá trị nút bấm
# value = 1 là nút chưa được bấm, thiết bị tự động hoạt động bình thường
# value = 0 là nút được bấm, bắt buộc khởi động thiết bị

white = Pin(18, Pin.IN, Pin.PULL_UP)    # CHỌN CHẾ ĐỘ ĐIỀU KHIỂN THỦ CÔNG/TỰ ĐỘNG
red = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)   #khởi động máy bơm nước (RELAY CÓ LED ĐỎ)
yellow = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)    #khởi động máy bơm nước (RELAY CÓ LED VÀNG)
green = Pin(5, Pin.IN, Pin.PULL_UP)     #khởi động servo mở rèm che

#################################
# Setting wifi và liên kết đến mqtt

wifi.connect_ap()

#MQTT
client_id = "123cdc990fa1480bb6c1abf2ce0a10a0.s2.eu.hivemq.cloud" 
server = "broker.hivemq.com"
client = MQTTClient(client_id, server)
client.connect()
#ThinkSpeak
#client_id1 = "CQAfHRwVKCMuDy8FGh8VHDs"
#user_name1 = "CQAfHRwVKCMuDy8FGh8VHDs"
#password1 = "iTtNunL32EtXNrMKsSudXmAB"
#server1 = "mqtt3.thingspeak.com"
#client1 = MQTTClient(client_id = client_id1, server =server1, user=user_name1, password=password1)
#client1.connect()
#publish_topic = b"channels/2384358/publish"
api_key = "2W0LSN2Q6NMBSSM6"
url1 = "https://api.thingspeak.com/update?api_key={}&field1=".format(api_key)
url2 = "https://api.thingspeak.com/update?api_key={}&field2=".format(api_key)
url3 = "https://api.thingspeak.com/update?api_key={}&field3=".format(api_key)
url4 = "https://api.thingspeak.com/update?api_key={}&field4=".format(api_key)

def send_to_thingspeak(field, data):
    try:
        # Thực hiện HTTP POST request để gửi dữ liệu lên ThingSpeak
        if(field == 'tempAverage'):
            response = requests.post(url1 +str(data))
        elif(field == 'humidAverage'):
            response = requests.post(url2 +str(data))
        elif(field == 'luxAverage'):
            response = requests.post(url3 +str(data))
        elif(field == 'soilMoisterValue'):
            response = requests.post(url4 +str(data))
  
        print("Data sent to ThingSpeak. Response:", response.text)
    except Exception as e:
        print("Error:", e)

while True:
    print("white:", white.value())
    # print("red:", red.value())
    # print("yellow:", yellow.value())
    # print("green:", green.value())
    # print()
    
    # Nút bật tắt chế độ điều khiển thủ công
    if white.value() == 0:
       Manual_Flag = True
    else:
        Manual_Flag = False

    # Nút bật máy bơm nước
    if red.value() == 0:
       red_button_pushed = True
    else:
        red_button_pushed = False

    # Nút bật máy bơm dung dịch phân bón
    if yellow.value() == 0:
       yellow_button_pushed = True
    else:
        yellow_button_pushed = False

    # Nút bật mở màn che
    if green.value() == 0:
       green_button_pushed = True
    else:
        green_button_pushed = False


    # Manual_Flag dùng để chọn chế độ tự động hoặc thủ công
    # Nếu nút white được bấm thì gán Manual_Flag = True, ngược lại gán False
    # Tương tự với các nút khác

    ##################################
    # Bộ đếm giây
    countingTime += 1
    additionalTime = 0
    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.putstr(f"Temp: {t}\n")
        lcd.putstr(f"Humid: {h}\n")
        lcd.putstr(f"Lux: {lux}\n")
        lcd.putstr(f"SoilMois: {soilMoisterValue}\n")

        #gửi dữ liệu và hiển thị biểu đồ lên ThinkSpeak và MQTT
        #print("Send data to broker")
        #client.publish("IoT_MQTT_TemperatureA", str(t))
        #client.publish("IoT_MQTT_HumidityA", str(h))
        #client.publish("IoT_MQTT_LuxA", str(lux))
        #client.publish("IoT_MQTT_SoilMoisterA", str(soilMoisterValue))
        #payload = f"field1={t}&field2={h}&field3={lux}&field4={soilMoisterValue}&status=MQTTPUBLISH"
        #client1.publish(publish_topic,payload.encode("utf-8"))
        
    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)
        send_to_thingspeak("tempAverage", tempAverage)
        send_to_thingspeak("humidAverage", humidAverage)
        # Gửi dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm trung bình (tempAverage, humidAverage) trong 10p vừa rồi lên mqtt/thingspeak/ifttt
        # Code here......................
        print(countingTime)
        print("Send temp and humid data to broker")
        client.publish("IoT_MQTT_TemperatureA", str(tempAverage))
        client.publish("IoT_MQTT_HumidityA", str(humidAverage))
        

        if Manual_Flag == False:
            #Khởi động máy bơm nước để tưới khi nhiệt độ > 40
            if (tempAverage > 40 or humidAverage < 15): #and isWatered == False:
                print(Manual_Flag)
                print("Mở máy bơm nước")
                watering(10)    #Hàm định nghĩa ở trên
                additionalTime += 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 (luxAverage) trong 1h vừa rồi lên MQTT/ThingSpeak
        # Code here.............
        print("Send lux data to broker")
        client.publish("IoT_MQTT_LuxA", str(luxAverage))   
        send_to_thingspeak("luxAverage", luxAverage)

        if Manual_Flag == False:
            # Đóng màn che nắng khi chỉ số ánh sáng vượt 30.000 lux
            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 đất hiện tại (soilMoisureValue) lên MQTT, ThingSpeak
        # Code here........................
        print("Send soilMoisterValue data to broker")
        client.publish("IoT_MQTT_SoilMoisterA", str(soilMoisterValue))
        send_to_thingspeak("soilMoisterValue", soilMoisterValue)

        #Tưới nước khi độ ẩm đất và không khí quá thấp
        if Manual_Flag == False:
            if (soilMoisterValue > 1020 and h < 15): # and isWatered == False:
                print("Mở máy bơm nước")
                watering(10)
                additionalTime += 10
                isWatered = True
        else:
            if red_button_pushed == True:
                waterRelay.on()
            else:
                waterRelay.off()
            
    ############################
    # Điều khiển thủ công
    if Manual_Flag == True:
        # Khởi động máy bơm nước
        if red_button_pushed == True:
            print("Máy bơm nước bật")
            waterRelay.on()
        else:
            print("Máy bơm nước tắt")
            waterRelay.off()
        
        #Khởi động máy bơm phân bón
        if yellow_button_pushed == True:
            print("Máy bơm dung dịch phân bón bật")
            fertilizerRelay.on()
        else:
            print("Máy bơm dung dịch phân bón tắt")
            fertilizerRelay.off()

        #Đóng mở màn che
        if green_button_pushed == True:
            motor.move(180)
            print("Màn che đóng")
        else:
            print("Màn che mở")
            motor.move(0)
    else:
        waterRelay.off()
        fertilizerRelay.off
        motor.move(0)

        
    # Cộng thời gian bù giờ bơm nước
    countingTime += additionalTime