#include <Wire.h>
#include <DHT.h>
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <RTClib.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

/// Đánh dấu các chân cắm của các linh kiện điện tử
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define SCL 22     // 
#define SDA 21     //
#define aLED_PIN 19     // Led thông báo hệ thống đã khởi động
#define wLED_PIN 18     // Led thông báo cần tưới nước
#define RELAY_PIN 17     // Relay cấp điện máy bơm
#define BUZZER_PIN 23   // Loa
#define LDR_PIN 32      // cảm biến cường độ ánh sáng
#define SOIL_PIN 34     // cảm biến độ ẩm đất
#define PH_PIN 35       // cảm biến đo độ pH đất
#define DHT_PIN 25      // Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ không khí
#define DHTTYPE DHT22

/// Setup kết nối wifi
const char* ssid = "Wokwi-GUEST";
const char* password = "";

// MQTT Broker information
const char* mqtt_server = "broker.hivemq.com";
const int port = 	1883;
const char* mqtt_user = "your-username";  // Thay bằng username của bạn
const char* mqtt_pass = "your-password";  // Thay bằng password của bạn

// MQTT Topics
const char* temp_topic  = "050439/sensor/temperature";
const char* hum_topic   = "050439/sensor/humidity";
const char* ldr_topic   = "050439/sensor/ldr";
const char* soil_topic  = "050439/sensor/soil";
const char* pH_topic    = "050439/sensor/ph";
const char* water_topic = "050439/sensor/watering";

// WiFi and MQTT clients
WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);

void mqttConnect() {
  while(!mqttClient.connected()) {
    Serial.println("Attemping MQTT connection...");
    String clientId = "ESP32Client-";
    clientId += String(random(0xffff), HEX);
    if(mqttClient.connect(clientId.c_str())) {
      Serial.println("connected");

      //***Subscribe all topic you need***
      mqttClient.subscribe(temp_topic);
      mqttClient.subscribe(hum_topic);
      mqttClient.subscribe(ldr_topic);
      mqttClient.subscribe(soil_topic);
    }
    else {
      Serial.println(mqttClient.state()); 
      Serial.println("try again in 5 seconds");
      delay(5000);
    }
  }
}

//MQTT Receiver
void callback(char* topic, byte* message, unsigned int length) {
  Serial.println(topic);
  String strMsg;
  for(int i=0; i<length; i++) {
    strMsg += (char)message[i];
  }
  Serial.println(strMsg);

  //***Code here to process the received package***

}

// Cấu hình DHT22
DHT dht(DHT_PIN, DHTTYPE);

// Cấu hình RTC DS1307
RTC_DS1307 rtc;

// Cấu hình màn SSD1306 OLED
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void wifiConnect() {
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println(" Connected!");
}


String Soil_Status(int i){
  String msg = i < 2165 ? "WET" : i > 3135 ? "DRY" : "GOOD";
  return msg;
}


void setup(){
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);

  dht.begin();
  
  Serial.println("DHT ready!");

  Wire.begin(SDA, SCL);
  
  while (!rtc.begin()) {
    Serial.println("Couldn't find RTC");
  }

  while (!rtc.isrunning()) {
    Serial.println("RTC is NOT running, let's set the time!");
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  }

  while(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
  }

  Serial.println("OLED ready!");

  pinMode(LDR_PIN, INPUT);
  pinMode(PH_PIN, INPUT);
  pinMode(SOIL_PIN, INPUT);
  
  pinMode(aLED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(wLED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  // Thiếp lập trạng thái mặc định ban đầu
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  analogWrite(aLED_PIN, LOW);
  analogWrite(wLED_PIN, LOW);


  Serial.println("OUTPUT ready!");

  Serial.print("Connecting to WiFi");
  wifiConnect();

  // MQTT
  mqttClient.setServer(mqtt_server, port);
  mqttClient.setCallback(callback);
  mqttClient.setKeepAlive(90);

  analogWrite(aLED_PIN, HIGH); // Thông báo việc khởi động hoàn thành
  Serial.println("All Ready!");
}


int WateringMode = 1; // default

int Automatic_Mode1(){
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Watering");
  int startTime = millis();
  bool status = 1;
  while(analogRead(SOIL_PIN) < 2500){
    if(status){
      display.setCursor(0, 10);
      display.print("...");
    }
    else{
      display.setCursor(0, 10);
      display.print("   ");
    }
    status = -1 * status + 1;
  }
  display.setCursor(0, 20);


  int WaterTime = millis() - startTime; // ms
  WaterTime /= 1000; // seconds
  int WaterAmount = WaterTime * 50;

  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0, 0); 
  display.print("Finish watering!");

  display.setCursor(0, 10); 
  display.print("Amount of water: ");
  display.print(WaterAmount);
  display.print(" ml");

  return WaterAmount; // pump 3l/m -> 50ml/s
}
unsigned long lastMsgTime = 0;  // Biến lưu thời gian lần cuối cùng gửi dữ liệu
const long interval = 5000;    // Khoảng thời gian giữa các lần gửi dữ liệu, tính bằng ms (10,000 ms = 10 giây)

void loop() {
  // Đọc dữ liệu từ cảm biến DHT22
  float h = dht.readHumidity();
  while(!h)
    h = dht.readHumidity();

  float t = dht.readTemperature();
  while(!t){
    t = dht.readTemperature();
  }

  // Đọc dữ liệu từ cảm biến cường độ ánh sáng (LDR)
  int ldrValue = analogRead(LDR_PIN);

  // Đọc trạng thái độ ẩm đất
  int soilValue = analogRead(SOIL_PIN);

  // Đọc trạng thái pH
  int phValue = analogRead(PH_PIN);

  // Lấy thời gian hiện tại từ RTC DS1307
  DateTime now = rtc.now();

  // Hiển thị dữ liệu lên màn hình OLED
  display.clearDisplay();

  // OLED DISPLAY
  // Hiển thị nhiệt độ
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Temp: ");
  display.print(t);
  display.print(" C");

  // Hiển thị độ ẩm
  display.setCursor(0, 10);
  display.print("Hum: ");
  display.print(h);
  display.print(" %");

  // Hiển thị giá trị LDR
  display.setCursor(0, 20);
  display.print("LDR: ");
  display.print(ldrValue);

  // Hiển thị độ ẩm đất
  display.setCursor(0, 30);
  display.print("Soil: ");
  display.print(Soil_Status(soilValue));

  // Hiển thị độ pH
  display.print("  pH: ");
  display.print(phValue);

  // Hiển thị ngày giờ
  display.setCursor(0, 40);
  display.print("Time: ");
  display.print(now.hour(), DEC);
  display.print(":");
  display.print(now.minute(), DEC);
  display.print(":");
  display.print(now.second(), DEC);

  display.setCursor(0, 50);
  display.print("Date: ");
  display.print(now.day(), DEC);
  display.print("/");
  display.print(now.month(), DEC);
  display.print("/");
  display.print(now.year(), DEC);

  // Cập nhật màn hình
  display.display();

  // Kiểm tra kết nối MQTT và kết nối lại nếu bị mất
  while (!mqttClient.connected()) {
    mqttConnect();
  }
  mqttClient.loop();

  // Kiểm tra nếu đã đến thời điểm gửi dữ liệu
  unsigned long nowMillis = millis();
  if (nowMillis - lastMsgTime > interval) {
    lastMsgTime = nowMillis;

    // Publish temperature
    String temp_payload = String(t);
    mqttClient.publish(temp_topic, temp_payload.c_str());

    // Publish humidity
    String hum_payload = String(h);
    mqttClient.publish(hum_topic, hum_payload.c_str());

    // Publish LDR value
    String ldr_payload = String(ldrValue);
    mqttClient.publish(ldr_topic, ldr_payload.c_str());

    // Publish Soil Moisture status
    int percentSoil = soilValue * 100 / 4096;
    String soil_payload = String(percentSoil);
    mqttClient.publish(soil_topic, soil_payload.c_str());

    // Publish pH value
    String pH_payload = String(phValue);
    mqttClient.publish(pH_topic, pH_payload.c_str());

    // Không tưới sẽ gửi dữ liệu = 0
    String water_payload = String(0);
    mqttClient.publish(water_topic, water_payload.c_str());
  }

  // Watering Logic
  if (WateringMode == 1 && analogRead(SOIL_PIN) > 3135) {
    analogWrite(wLED_PIN, HIGH); // Bật đèn thông báo đang tưới cây
    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.print("The soil is dry");
    display.setCursor(0, 10);
    display.print("Begin watering");
    
    delay(1000);

    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.print("Watering");
    display.display();
    
    int startTime = millis();
    bool status = 1;

    const char* loadingDots[] = {".  ", ".. ", "..."}; // .  ..  ... .  ..  ...
    int dotIndex = 0;

    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // bật relay để khởi động máy bơm
    while (analogRead(SOIL_PIN) > 2500) {
      display.setCursor(0, 10);
      display.print(loadingDots[dotIndex]);  // Hiển thị chuỗi dotIndex hiện tại
      display.display();

      delay(1000);  // Điều chỉnh thời gian delay để thay đổi tốc độ của vòng lặp

      // Cập nhật chỉ số dotIndex
      dotIndex = (dotIndex + 1) % 3;
    }
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // tắt relay để tắt máy bơm

    display.setCursor(0, 20);
    int WaterTime = millis() - startTime; // ms
    WaterTime /= 1000; // seconds
    int WaterAmount = WaterTime * 50;

    // Sau khi tưới xong, chỉ gửi lượng nước tưới
    String water_payload = String(WaterAmount);
    mqttClient.publish(water_topic, water_payload.c_str());

    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0); 
    display.print("Finish watering!");

    display.setCursor(0, 10); 
    display.print("Amount of water: ");
    display.setCursor(0, 20); 
    display.print(WaterAmount);
    display.print(" ml");
    display.display();

    analogWrite(wLED_PIN, LOW); // Tắt khi hoàn thành
  }

  delay(1000);  // Kiểm tra lại sau 1 giây
}