/* Devido a problemas com o sensor DS18B20 (O qual está em Beta atualmente(11/02/2024)) presente no Wokwi substitui pelo NTC.
Isso causou com que uma parte da programação tratasse apenas do tratamento de dados do NTC
O sistema possui um sistema de transferência de dados para o Thingspeak em Https, 
O micro SD foi adaptado para armazenar a média dos ultimos dados registrados, 
assim mesmo que não seja transmitido ele será guardado para possíveis emergências.
*/

// Incluir bibliotecas
#include <WiFi.h>
#include <DHT.h>
#include <ThingSpeak.h>
#include <MPU6050_tockn.h>
//#include <SD.h>

//----------------------------------------------------------------------------------------

// Definicoes e constantes
unsigned long tempo;
int unstable = 1; // usei o tipo inteiro para que o ThingSpeaky interpretasse sem erros

const char* SSIDName = "Wokwi-GUEST"; // nome da rede WiFi
const char* SSIDPass = ""; // senha da rede WiFI

const int BPM_PIN = 25;
const int numLeiturasBPM_Oximetro = 10;
int leiturasBPM[numLeiturasBPM_Oximetro];
int indiceAtualBPM = 0;
long sumBPM = 0;
long sumOxi = 0;


const int DHT_PIN = 15; // terminal do sensor de temperatura e umidade
const int NTC_PIN = 34; // terminal do sensor NTC

//INPORTANTE  Tentamos implementar um salvamento de dados para o Micro SD
//Porém, o código se tornou instável. No dia 12/06 o código funcionava entretanto no dia 13/06
// já apresentava erros de referência a biblioteca SD.h então optamos por deixar  ideia no código
// e trabalhar nela posteriormente.

//const int SD_CS_PIN = 5; // terminal CS do Micro SD
//String dados = " ";

unsigned long myChannelNumber = 2561174; // numero do canal no ThingSpeak
const char* myWriteAPIKey = "EPWPBHR0IMT5BJSZ"; // APIKey do ThingSpeak

// Constantes para cálculo do NTC
const float R0 = 10000; // Resistor de 10kΩ
const float T0_NTC = 298.15; // Temperatura de referência (25ºC em Kelvin)
const float BETA = 3950; // Constante beta do termistor NTC
const float R_REF = 10000; // Resistor de 10kΩ em série com o NTC

// Variaveis globais e objetos
DHT dhtSensor(DHT_PIN, DHT22); // instancia o objeto dhtSensor a partir da classe DHT
float temperaturaExterna; // variavel para guardar o valor da temperatura em Celsius
float temperaturaInterna; // variavel para guardar o valor da temperatura do NTC
WiFiClient client; // instancia o objeto client a partir da classe WiFiClient
int httpCode; // variavel para guardar o codigo de retorno HTTP do ThingSpeak

// Definição de pino de leitura do MPU6050
MPU6050 mpu6050(Wire);

// Setup
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // Inicializa comunicação com MPU6050
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  mpu6050.calcGyroOffsets(true);
  //Define pino de BPM 
  randomSeed(analogRead(BPM_PIN));  // Inicializa o gerador de números aleatórios

  // Inicializa o cliente ThingSpeak
  ThingSpeak.begin(client); 
  Serial.print("Conectando-se ao Wi-Fi");
  WiFi.begin(SSIDName, SSIDPass); // inicializa WiFi
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { // repete enquanto nao estabelece conexao
    delay(100);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.println("Conectado!");
  Serial.print("IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP()); // imprime o endereco IP
}
  // Inicializa o SD card
//  if (!SD.begin(SD_CS_PIN)) {
//    Serial.println("Erro ao inicializar o cartão SD!");
//    return;
 // }
//  Serial.println("Cartão SD inicializado com sucesso.");
//}

// Função para calcular a temperatura do NTC
float calcularTemperaturaNTC(int adcValue) {
  float Vout = adcValue * (3.3 / 4095.0);
  float R_ntc = R_REF / ((3.3 / Vout) - 1.0);
  float temperatura = (1.0 / ((log(R_ntc / R0) / BETA) + (1.0 / T0_NTC))) - 273.15; // Convertendo Kelvin para Celsius
  return temperatura;
}

// Função para salvar dados no Micro SD
//void salvarNoSD(String dados) {
 // File file = SD.open("/dados.txt", FILE_APPEND);
 // if (file) {
 //   file.println(dados);
 //   file.close();
 //   Serial.println("Dados salvos no SD.");
 // } else {
 //   Serial.println("Erro ao abrir o arquivo no SD.");
  //}

//}



// Loop
void loop() {

  //Coleta dados do sensor de BPM
//IMPORTANTE   
//Criei essa adaptação técnica (gambiarra) para conseguir lidar com a falta do sensor de 
//batimentos cardíacos no Wokwi. No código contendo um sensor real, será necessário utilizar um algoritmo FIFO
//apenas para fins de estudo adotei essa medida, os outros sensores estão funcionando sem essa adaptação

  // Gera 10 valores aleatórios e soma-os
  for (int i = 0; i < numLeiturasBPM_Oximetro; i++) {
    int BPMrandomValue = random(60, 150);  // Gera um valor aleatório entre 60 e 180
    sumBPM += BPMrandomValue;  // Adiciona o valor à soma
    int OxiRandomValue = random(90, 100);
    sumOxi += OxiRandomValue;
    delay(500);  // Atraso para simular a leitura de dados
  }

  // Calcula a média
  float averageBPMRead = sumBPM / float(numLeiturasBPM_Oximetro);
  float averageOxiRead = sumOxi / float(numLeiturasBPM_Oximetro);

  // Exibe a média na porta serial
  Serial.print("Média dos Batimentos: ");
  Serial.println(averageBPMRead);
  Serial.print("Média do percentual de oxigenação do sangue: ");
  Serial.println(averageOxiRead);

  if(averageOxiRead < 95){
    Serial.print("A oxigenação está muito baixa, procure Ajuda! ");

  }else{
    Serial.print("A oxigenação está adequada. ");
  
  }
  
  //Transmissão para dashboard
  httpCode = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 5, averageOxiRead, myWriteAPIKey);
  averageOxiRead = 0;
  sumOxi = 0;

  httpCode = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 3, averageBPMRead, myWriteAPIKey);
  averageBPMRead = 0;
  sumBPM = 0;

  // Coleta de dados do MPU6050
  mpu6050.update();
  float workAngleX = mpu6050.getAngleX();
  float workAngleY = mpu6050.getAngleY();

  Serial.print("Graus X: ");
  Serial.println(workAngleX);
  Serial.print("Graus Y: ");
  Serial.println(workAngleY);

  // Coleta dados da temperatura externa
  float temperaturaExterna = dhtSensor.readTemperature(); 

  // Verifica se a leitura do sensor DHT22 foi bem-sucedida
  if (isnan(temperaturaExterna)) {
    Serial.println("Erro ao ler o sensor DHT22!");
  } else {
    Serial.print("Temperatura Externa: ");
    Serial.println(temperaturaExterna);
  }

  // Coleta dados da temperatura interna do NTC
  int adcValue = analogRead(NTC_PIN);
  float temperaturaInterna = calcularTemperaturaNTC(adcValue);

  // Verifica se a leitura do sensor NTC foi bem-sucedida
  if (temperaturaInterna < -40 || temperaturaInterna > 150) { // Faixa de temperatura geralmente válida para um NTC
    Serial.println("Erro ao ler o sensor NTC!");
  } else {
    Serial.print("Temperatura do NTC: ");
    Serial.println(temperaturaInterna);
  }

  // Determina se o sistema está instável com base nos ângulos
  if ((workAngleX >= 90 || workAngleX <= -90) || (workAngleY >= 90 || workAngleY <= -90)) {
    unstable = 1;
    Serial.print("O operador está em uma inclinação preoucupante ");
  } else {
    unstable = 0;
    Serial.print("O operador está equilibrado ");
  }
   

 // Enviar instabilidade ao ThingSpeak
  httpCode = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 4, unstable, myWriteAPIKey);
  if (httpCode == 200) {
    Serial.println("Instabilidade enviada com sucesso.");
  } else {
    Serial.println("Erro ao enviar instabilidade. Código HTTP: " + String(httpCode));
  }


  // Enviar dados ao ThingSpeak somente se ambos os sensores fornecerem leituras válidas
  if (!isnan(temperaturaExterna) && (temperaturaInterna >= -40 && temperaturaInterna <= 150)) {
    // Write value to Field 1 of a ThingSpeak Channel
    int httpCode = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 1, temperaturaExterna, myWriteAPIKey);
    // Write value to Field 2 of a ThingSpeak Channel
    httpCode = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 2, temperaturaInterna, myWriteAPIKey);
    if (httpCode == 200) {
      Serial.println("Channel write successful.");
    } else {
      Serial.println("Problem writing to channel. HTTP error code " + String(httpCode));
    }
  } else {
    Serial.println("Dados não enviados ao ThingSpeak devido a leituras inválidas.");
  }


 // Cria string de dados para salvar no SD
 //  dados = "Temp Externa: " + String(temperaturaExterna) + ", Temp NTC: " + String(temperaturaInterna) + ", Graus X: " + String(workAngleX) + ", Graus Y: " + String(workAngleY) + ", Instabilidade: " + String(unstable) + ", BPM: " String(BPMRead);
 //salvarNoSD(dados);
 

  // O ThingSpeak trabalha com uma média de atualização de 15 segundos 
  delay(1000);
}