# 匯入所需的函式庫
from machine import Pin, ADC # 從machine模組引入Pin和ADC類別
import network               # 引入network模組，用於連接Wi-Fi
from umqtt.robust import MQTTClient
import dht                   # 引入dht模組，用於操作DHT22溫濕度傳感器
import time                  # 引入time模組，用於時間延遲
import urequests             # 引入urequests模組，用於發送HTTP請求

# 連接到 Wi-Fi 網絡
sta = network.WLAN(network.STA_IF) # 建立Wi-Fi station(STA)物件
sta.active(True)                   # 啟用Wi-Fi介面
sta.connect('Wokwi-GUEST','')      # 連接到指定的Wi-Fi網絡，請替換成你的Wi-Fi SSID和密碼
while not sta.isconnected():       # 等待直到連接成功
    pass

THINGAPEAK_MQTT_CLIENT_ID = b"JSEOKS8fBAknNBM4PA0xKzY"
THINGAPEAK_MQTT_USERNAME = b"JSEOKS8fBAknNBM4PA0xKzY"
THINGAPEAK_MQTT_PASSWORD = b"6lYlTrEioZr6lSqCg6tgyMyS"
THINGAPEAK_CHANNEL_ID = b"2493946"

client = MQTTClient(server = b"mqtt3.thingspeak.com",
            client_id = THINGAPEAK_MQTT_CLIENT_ID,
            user = THINGAPEAK_MQTT_USERNAME,
            password = THINGAPEAK_MQTT_PASSWORD,
            ssl = False)

# 初始化 DHT22 溫濕度傳感器和連接的引腳
p0 = Pin(14, Pin.IN)               # 創建Pin物件，將GPIO14設為資料腳，給定別名為p0，用於連接DHT22溫濕度傳感器
d = dht.DHT22(p0)                  # 創建DHT22物件，並指定並指定使用p0物件來連接DHT22溫溼度傳感器

# 定義 ThingSpeak API 的主機和 API 金鑰
# host = 'http://api.thingspeak.com' # ThingSpeak API 的主機位址
# api_key = '5LMSE9MIB2JUZCCN'       # 你的 ThingSpeak API 金鑰，請替換成自己的金鑰

# 初始化 ADC 和 LED 引腳
adc = ADC(3)                       # 創建 ADC 物件，指定 ADC 引腳編號
LED_Temp = Pin(20, Pin.OUT)        # 創建 Pin 物件，指定引腳 20 為輸出引腳，並給定別名為LED_Temp
LED_Hum = Pin(19, Pin.OUT)         # 創建 Pin 物件，指定引腳 19 為輸出引腳，並給定別名為LED_Hum

# 定義計數終止次數、延遲步長、溫度和濕度閾值
countEnd = 5                       # 設置測量的次數
DelayStep = 3                      # 設置每次測量之間的延遲時間（秒）
Temp_Thres = 40                    # 溫度閾值，超過此值時 LED_Temp 亮
Hum_Thres = 60                     # 濕度閾值，超過此值時 LED_Hum 亮

# 轉換 ADC 讀數為電壓值的比例
a = 3.3/4096                       # 根據 ESP32 的 ADC 電壓範圍（3.3V）和分辨率（12位）計算比例

while True:
    dht22_Temp = 0                 # 初始化溫度變數
    dht22_Hum = 0                  # 初始化濕度變數
    val_total = 0                  # 初始化 ADC 讀數總和

    # 進行多次測量
    for CountTimes in range(countEnd): # 迴圈進行多次測量
        d.measure()                    # 讀取 DHT22 溫濕度傳感器數據
        val = adc.read()               # 讀取 ADC 的數據
        val = val * a                  # 將 ADC 讀數轉換為電壓值
        val_total += val               # 累加電壓值
        dht22_Temp += d.temperature()  # 累加溫度值
        dht22_Hum += d.humidity()      # 累加濕度值
        time.sleep(DelayStep)          # 延遲一段時間，等待下一次測量

    # 計算平均電壓、溫度和濕度
    v = val_total / countEnd           # 計算平均電壓
    t = dht22_Temp / countEnd          # 計算平均溫度
    h = dht22_Hum / countEnd           # 計算平均濕度

    # # # 將數據上傳到 ThingSpeak
    # url = '%s/update?api_key=%s&field1=%s&field2=%s&field3=%s'%(host, api_key, v, t, h) # 製作上傳 URL
    # r = urequests.get(url)             # 發送 GET 請求將數據上傳到 ThingSpeak

    # 輸出數據和上傳結果
    print('Avg_voltage=', v, 'V')
    print('Avg_Temperature=', t, 'C')
    print('Avg_Humidity=', h, '%')
    # print('url=', url)
    # print('response=', r.text)

    # 根據溫度和濕度閾值控制 LED 燈
    if (dht22_Temp/countEnd > Temp_Thres): # 如果平均溫度超過閾值
        LED_Temp.value(1)                  # 溫度 LED 燈亮
    else:
        LED_Temp.value(0)                  # 溫度 LED 燈滅
    if (dht22_Hum/countEnd > Hum_Thres):   # 如果平均濕度超過閾值
        LED_Hum.value(1)                   # 濕度 LED 燈亮
    else:
        LED_Hum.value(0)                   # 濕度 LED 燈滅

    client.connect()
    credentials = bytes("channels/{:s}/publish".format(THINGAPEAK_CHANNEL_ID), 'utf-8')
    payload = bytes("field1={:.1f}&field2={:.1f}&field3={:.1f}\n".format(v,t,h), 'utf-8')
    client.publish(credentials, payload)