# 匯入所需的函式庫
from machine import Pin      # 從machine模組引入Pin類別
import network               # 引入network模組，用於連接Wi-Fi
import time                  # 引入time模組，用於時間延遲
from umqtt.simple import MQTTClient # 從umqtt.simple模組，引入MQTTClient類別，用於MQTT通訊
import dht                   # 引入dht模組，用於操作DHT22溫濕度傳感器
# asynchronous processing library
import uasyncio as asyncio   # 引入uasyncio模組，給定別名asyncio

# 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
print('Linking...')                # shell顯示Linking...
while not sta.isconnected():       # 等待直到連接成功
    pass
print('Link OK')                   # shell顯示Link OK

# 初始化 DHT22 溫濕度傳感器和連接的引腳
p0 = Pin(13, Pin.IN)               # 創建Pin物件，將GPIO13設為資料腳，給定別名為p0，用於連接DHT22溫濕度傳感器
dht22 = dht.DHT22(p0)              # 創建DHT22物件，並指定使用p0物件來連接DHT22溫溼度傳感器

# 初始化LED引腳及狀態
LED_Temp = Pin(18, Pin.OUT)        # 創建 Pin 物件，指定引腳 18 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
LED_Temp.value(0)                  # 關閉溫度 LED
LED_Hum.value(0)                   # 關閉濕度 LED

# 處理回調函式
def handle_callback(topic, msg):
    m = msg.decode("utf-8")    # 解碼收到的訊息
    print(m, '我是m')
    if "field2" in topic:      # 如果主題包含 "field2"，表示溫度資料
        temp = float(m)        # 將訊息轉換為浮點數
        if temp > 35:          # 如果溫度大於35度，則顯示溫度過高，並點亮溫度 LED
            print("溫度過高，目前為 " + str(temp) + "°C")
            LED_Temp.value(1)
        else:
            LED_Temp.value(0)
    elif "field3" in topic:    # 如果主題包含 "field3"，表示濕度資料
        hum = float(m)         # 將訊息轉換為浮點數
        if hum > 80:           # 如果濕度大於80%，則顯示濕度過高，並點亮濕度 LED
            print("濕度過高，目前為 " + str(hum) + "%")
            LED_Hum.value(1)   
        else:
            LED_Hum.value(0)

# key noi den broker
client_id = "JSEOKS8fBAknNBM4PA0xKzY"  # 客戶端ID
user_name = "JSEOKS8fBAknNBM4PA0xKzY"  # 使用者名稱
password = "6lYlTrEioZr6lSqCg6tgyMyS"  # 密碼
server = "mqtt3.thingspeak.com"        # 伺服器地址

client = MQTTClient(client_id = client_id,  # 建立MQTT客戶端
            server = server,
            user = user_name,
            password = password,)

client.set_callback(handle_callback)   # 設定回調函式
client.connect()                       # 連接到MQTT Broker

client.subscribe(b"channels/2493946/subscribe/fields/+")  # 訂閱特定主題
publish_topic = b"channels/2493946/publish"               # 設定發布主題

# Task1:Publish data to MQTT broker each 5s
async def task1():
    while True:
        print("Update temperature and humidity!")  # 更新溫度和濕度資料
        total_temp = 0                    # 初始化total_temp變數
        total_hum = 0                     # 初始化total_hum變數
        for i in range(8):                # 重複8次以取得平均值
            dht22.measure()               # 讀取 DHT22 溫濕度傳感器數據
            t = dht22.temperature()       # 讀取溫度值
            h = dht22.humidity()          # 讀取濕度值
            total_temp += t               # 累加溫度值
            total_hum += h                # 累加濕度值
            await asyncio.sleep_ms(1000)  # 等待1秒再取下一筆資料
        avg_temp = total_temp / 8         # 計算平均溫度
        avg_hum = total_hum / 8           # 計算平均濕度
        payload = f"field2={avg_temp}&field3={avg_hum}&status=MQTTPUBLISH"  # 組合發布資料
        client.publish(publish_topic, payload.encode("utf-8"))              # 發布資料到MQTT Broker
        await asyncio.sleep_ms(5000)      # 等待5秒再發布下一筆資料

# Task2:0.5s check if any data is sent from MQTT Broker?
async def task2():
    while True:
        client.check_msg()           # 檢查是否有來自MQTT Broker的訊息
        await asyncio.sleep_ms(500)  # 等待0.5秒再檢查一次

# 如果這個程式是直接運行的，則執行以下代碼
if __name__=="__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()  # 獲取事件循環
    loop.create_task(task1())        # 創建Task1任務
    loop.create_task(task2())        # 創建Task2任務
    loop.run_forever()               # 開始執行任務循環