#include <DHT.h> 
#include <WiFi.h>
#include "PubSubClient.h"
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <AccelStepper.h>
#include <PID_v1_bc.h>
#include <ESP32Servo.h>
#include <SPI.h>
#include "RTClib.h"
#include <HTTPClient.h>
//==================DS1307========================
RTC_DS1307 rtc;
//==================servo=========================
const int servoPin1 = 14;
Servo servo1;

const int servoPin2 = 2;
Servo servo2;
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

// Định nghĩa các chân động cơ bước
#define STEP_PIN 19
#define DIR_PIN 18
// Đối tượng AccelStepper
AccelStepper stepper(1, STEP_PIN, DIR_PIN);
// Biến PID
double Setpoint = 300; // Giá trị đích mà bạn muốn đạt được (số bước)
double Input;          // Số bước hiện tại của stepper motor
double Output;

// Các hằng số PID
double Kp = 2.0, Ki = 0.1, Kd = 0.5;
PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);

DHT dht(4, DHT22);
float temperature ;
float  humidity;

// =========================ultrasonic======================
float duration_us, distance_cm;
#define TRIG_PIN 13
#define ECHO_PIN 12

//============================ldr===========================
const int analogInputPin = 27;
int sensorValue = 0;
float convertedValue = 0.0;

//===========================soil============================
const int analogSoil = 33;
//===========================rain============================
const int RAIN = 32;
//=====================pir chuyển động=======================
const int PIR = 27;
//===========================================================
const int ledPin = 2;
const int ledPinAS = 26;
const int button_coi = 5;
const int button_den = 15;

const char * MQTTServer = "broker.hivemq.com";
const char *MQTT_ID = "ESP32_Client";
int Port = 1883;

const char* mqtt_topic_temperature = "nth/temperature";
const char* mqtt_topic_humidity = "nth/humidity";
const char* mqtt_topic_distance = "nth/distance";
const char* mqtt_topic_light = "nth/light";
const char* mqtt_topic_soil = "nth/soil";
const char* mqtt_topic_rain = "nth/rain";
const char* mqtt_topic_pir = "nth/pir";
const char* mqtt_topic_btn_den = "nth/den";
const char* mqtt_topic_btn_coi = "nth/coi";
const char* mqtt_topic_btn_servo1_kc = "nth/servo1_kc";
const char* mqtt_topic_btn_servo2_mua = "nth/servo2_mua";
const char* mqtt_topic_r_nhietdo = "nth/r_nhietdo_nhan";
const char* mqtt_topic_r_doam = "nth/r_doam_nhan";
const char* mqtt_topic_r_anhsang = "nth/r_anhsang_nhan";
const char* mqtt_topic_thoigian1 = "nth/thoigian1";
const char* mqtt_topic_thoigian2 = "nth/thoigian2";

const char *serverURL = "http://xenv7pfsdh.sharedwithexpose.com/baocao_ptud/ketnoi.php";

String stMessage;
String den_nhan, coi_nhan, sv1_nhan, sv2_nhan;
String r_nhietdo , r_doam  , r_anhsang, thoigian1, thoigian2 ;
float gt_nhietdo , gt_doam , gt_anhsang ;
int  gio1 , gio2 ;

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

void WIFIConnect() {
  Serial.println("Connecting to SSID: Wokwi-GUEST");
  WiFi.begin("Wokwi-GUEST", "");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("WiFi connected");
  Serial.print(", IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}
void MQTT_Reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    // Tạo kết nối MQTT
    if (client.connect(MQTT_ID)) {
      Serial.println("connected");
      client.subscribe(mqtt_topic_r_nhietdo);
      client.subscribe(mqtt_topic_r_doam);
      client.subscribe(mqtt_topic_r_anhsang);
      client.subscribe(mqtt_topic_thoigian1);
      client.subscribe(mqtt_topic_thoigian2);
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Đợi 5 giây trước khi thử kết nối lại
      // delay(5000);
    }
  }
}

void callback(char* topic, byte* message, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived on topic: ");
  Serial.println(topic);
  Serial.print("Message: ");
  stMessage = "";

  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)message[i]);
    stMessage += (char)message[i];
  }
  if (String(topic) == mqtt_topic_r_nhietdo) {
    Serial.print("thong bao nhietdo: ");
    Serial.println(topic);
    r_nhietdo = stMessage;
  }
  if (String(topic) == mqtt_topic_r_doam) {
    Serial.print("thong bao nhietdo: ");
    Serial.println(topic);
    r_doam = stMessage ;
  }
  if (String(topic) == mqtt_topic_r_anhsang) {
    Serial.print("thong bao anh sang: ");
    Serial.println(topic);
    r_anhsang = stMessage;
  }
  if (String(topic) == mqtt_topic_thoigian1) {
    Serial.print("thong bao thoi gian 1: ");
    Serial.println(topic);
    thoigian1 = stMessage;
  }
  if (String(topic) == mqtt_topic_thoigian2) {
    Serial.print("thong bao thoi gian 2: ");
    Serial.println(topic);
    thoigian2 = stMessage;
  }
  Serial.println();
}

void setup() {

  WIFIConnect();
  client.setServer(MQTTServer, Port);
  client.setCallback(callback);
  Serial.begin(9600);

  //====================led, button, buzzer=============
  pinMode(ledPinAS, OUTPUT);
  pinMode(23, OUTPUT);
  pinMode(button_coi, INPUT);
  pinMode(button_den, INPUT);

  lcd.init();               // initialize the lcd
  lcd.backlight();
  // Thiết lập tốc độ và các thông số khác của động cơ bước
  stepper.setMaxSpeed(2000);
  stepper.setAcceleration(1000);
  stepper.setCurrentPosition(0);
  // Khởi tạo PID
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);
  myPID.SetOutputLimits(-2000, 2000); // Giới hạn giá trị Output
  
  // Bắt đầu điều khiển động cơ bước
  stepper.setSpeed(0);
  stepper.moveTo(Setpoint);

  //=============ultrasonic==========
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // config trigger pin to output mode
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);

  //==============servo===============
  servo1.attach(servoPin1);
  servo2.attach(servoPin2);
  //===============rain================
  pinMode(RAIN, INPUT);
  analogReadResolution(10);

  //===============pir chuyển động================
  pinMode(PIR, INPUT);
  //==============DS1307==============
   if (!rtc.begin()) {
    Serial.println("Couldn't find RTC");
    while (1);
  }

  if (!rtc.isrunning()) {
    Serial.println("RTC is NOT running, let's set the time!");
  }
  
}

void loop() {
  if (!client.connected()) {
    MQTT_Reconnect();
  }
  client.loop();
  //=============ds1307===============
  DateTime now = rtc.now();
  Serial.print(now.year(), DEC);
  Serial.print('/');
  Serial.print(now.month(), DEC);
  Serial.print('/');
  Serial.print(now.day(), DEC);
  Serial.print(' ');
  Serial.print(now.hour(), DEC);
  Serial.print(':');
  Serial.print(now.minute(), DEC);
  Serial.print(':');
  Serial.print(now.second(), DEC);
  Serial.println();

  // Display on LCD
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(5, 0);
  lcd.print((now.day() < 10 ? "0" : "") + String(now.day(), DEC));
  lcd.print('/');
  lcd.print((now.month() < 10 ? "0" : "") + String(now.month(), DEC));
  lcd.print('/');
  lcd.print(now.year(), DEC);

  lcd.setCursor(5, 1);
  lcd.print((now.hour() < 10 ? "0" : "") + String(now.hour(), DEC));
  lcd.print(':');
  lcd.print((now.minute() < 10 ? "0" : "") + String(now.minute(), DEC));
  lcd.print(':');
  lcd.print((now.second() < 10 ? "0" : "") + String(now.second(), DEC));

  gt_anhsang = r_anhsang.toFloat();
  gt_nhietdo = r_nhietdo.toFloat();
  gt_doam    = r_doam.toFloat();
  gio1       = thoigian1.toInt();
  gio2       = thoigian2.toInt();

  Serial.print("gt anh sang: ");
  Serial.println(gt_anhsang );
  Serial.print("gt nhiet do: ");
  Serial.println(gt_nhietdo );
  Serial.print("gt do am: ");
  Serial.println(gt_doam );
  Serial.print("thoi gian1: ");
  Serial.println(gio1);
  Serial.print("thoi gian2: ");
  Serial.println(gio2);
  delay(100);
  lcd.clear();

  //===============dht=================
  temperature  = dht.readTemperature();
  humidity     = dht.readHumidity();

  //Gửi nhiệt độ & độ ẩm lên MQTT Borker
  String a = String(temperature);
  String b = String(humidity);

  client.publish("nth/temperature", a.c_str());
  client.publish("nth/humidity", b.c_str());

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("ND: ");
  lcd.setCursor(5,0);
  lcd.print(temperature);
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("DA: ");
  lcd.setCursor(5,1);
  lcd.print(humidity);
  // nếu nhiệt độ >= 40 và độ ẩm <=50 thì bật động cơ bơm nước. 
  //Ngược lại thì tắt động cơ bơm nước.
  if (temperature >= 35 && humidity <= 50) {
    Input = stepper.currentPosition();
    myPID.Compute();
    stepper.setSpeed(Output);
    stepper.runSpeed();
  } else {
    // Chạy động cơ về vị trí 0
    stepper.moveTo(0);
    // Chờ cho đến khi động cơ đạt được vị trí mới
    while (stepper.distanceToGo() != 0) {
      stepper.runToPosition();
    }
    // Dừng động cơ
    stepper.setSpeed(0);
    stepper.runSpeed();
  }
  //=============ultrasonic==========
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  float distance_cm = 0.034 * (duration_us / 2);

  //Gửi khoảng cách lên MQTT Borker
  String c = String(distance_cm);

  client.publish("nth/distance", c.c_str());

  lcd.setCursor(0,2);
  lcd.print("KC: ");
  lcd.setCursor(5,2);
  lcd.print(distance_cm);

  if (distance_cm > 200) {
    for (int p = 0; p < 180; p++) {
      servo1.write(p);
      delay(15);
    }
  } else if (distance_cm < 150) {
    servo1.write(0);
  }
  
  //==================ldr====================
  sensorValue = analogRead(34);

  // Chuyển đổi giá trị analog sang điện áp (V)
  float voltage = sensorValue / 4063.0 * 5.0;

  // Tính toán điện trở của LDR
  float resistance = 2000 * voltage / (1 - voltage / 5.0);

  // Công thức tính độ sáng (lux) từ điện trở của LDR
  const float GAMMA = 0.7;
  const float RL10 = 50.0;
  float lux = pow(RL10 * 1e3 * pow(10, GAMMA) / resistance, (1 / GAMMA));
  // In giá trị đọc được lên Serial Monitor
  
  // Ánh xạ giá trị từ cảm biến LDR (0 - 4095) sang dải giá trị ánh sáng tương ứng (0 - 1000 lux)
  // int lux = map(sensorValue, 0, 4095, 0, 1000);

  //Gửi gt ánh sáng lên MQTT Borker
  String d = String(lux);
  client.publish("nth/light", d.c_str());

  lcd.setCursor(0,3);
  lcd.print("AS: ");
  lcd.setCursor(5,3);
  lcd.print(lux);

  int tt_den = digitalRead(button_den);
  Serial.print("btn_den: ");
  Serial.println(tt_den);
  lcd.print("  ");
  lcd.print(tt_den );
  String den ="";
  
  if(tt_den == 0  ){
    if(lux < gt_anhsang){
      digitalWrite(ledPinAS, HIGH);
    }
    else{
      digitalWrite(ledPinAS, LOW);
    } 
  }
  if (tt_den == 1 ) {
      digitalWrite(ledPinAS, LOW);
  }
  client.publish("nth/den", String(den).c_str());

  delay(1000);

  //========================soil========================

  int16_t i = analogRead(33);
  String msg = i > 767 ? "WET" : i < 256 ? "DRY" : "OK";
  lcd.clear();
  lcd.print("Soil: ");
  lcd.print(msg);
  lcd.setCursor(1,1);
  lcd.print(i);
  delay(500);

  //Gửi gt độ ẩm đất lên MQTT Borker
  String f = String(i);
  client.publish("nth/soil", f.c_str());
  //===========================rain=======================
  int digitalRain = digitalRead(RAIN);
  String tt_mua ="";
  if(digitalRain == HIGH){
    servo2.write(180);
    tt_mua="Trời mưa";
  }
  else{
    servo2.write(0);
    tt_mua="Trời nắng";
  }

  //Gửi gt mua lên MQTT Borker
  String g = String(digitalRain);

  client.publish("nth/rain", g.c_str());

  //=============================pir chuyển động=================
  int tt_pir = digitalRead(PIR);
  int tt_btn = digitalRead(button_coi);

  Serial.print("button chuyen dong: ");
  Serial.println(tt_btn);
  Serial.print("PIR: ");
  Serial.println(tt_pir);
  String coi ="";
  int gio = now.hour();
  int phut = now.minute();
  int giay = now.second();

  if( gio >= gio1 || gio <= gio2 ){
    if (tt_pir == HIGH ) {
      if(tt_btn == LOW){
        tone(23, 1000);
      }  // Bật còi khi PIR phát hiện chuyển động và nút nhấn chưa được nhấn
    } else if(tt_pir == LOW) {
      noTone(23);  // Tắt còi trong các trường hợp khác
    }
  }
  else{
    noTone(23);
  }

  
  client.publish("nth/coi", String(coi).c_str());

  if (coi_nhan == "1") {
    tone(23, 1000);
    coi_nhan = "1";
  }
  client.publish(mqtt_topic_btn_coi, coi_nhan.c_str());
   //Gửi gt chuyển động lên MQTT Borker
  String h = String(tt_pir);
  client.publish("nth/pir", h.c_str());
  delay(1000);
    // String url = String(serverURL) + "?temperature=" + String(temperature) + "&humidity=" + String(humidity);
  String url = String(serverURL) + "?nhietdo=" + String(temperature) + 
    "&doam=" + String(humidity) + 
    "&khoangcach=" + String(distance_cm) + 
    "&anhsang=" + String(lux) + 
    "&doamdat=" + String(i) + 
    "&mua=" + String(digitalRain) + 
    "&chuyendong=" + String(tt_pir);
    HTTPClient http;
    http.begin(url);
    http.setTimeout(10000);
    int httpCode = http.GET();
    if (httpCode > 0) {
    String payload = http.getString();
    Serial.println("HTTP status code: " + String(httpCode));
    Serial.println("Server response: ");
    Serial.print(url);
    } else {
    Serial.println("Error on HTTP request");
    }
    http.end();
}