#include <DHTesp.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <freertos/queue.h>
#include <freertos/semphr.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define DHT_PIN1 15 // Pino se conectará ao sensor de temperatura 1
#define DHT_PIN2 2 // Pino se conectará ao sensor de temperatura 2
#define LDR_PIN 13 // Pino se conectará ao sensor de luminosidade
#define BUTTON_PIN 12  // Pino se conectará ao botão liga/desliga
#define SISTEMA_ON_LED_PIN 27  // Pino se conectará ao LED de energia do sistema
#define SISTEMA_ON_LED_PIN1 19  // Pino será conectado ao LED de energia da caldeira SENSOR1 CORTINA SOBE
#define SISTEMA_OFF_LED_PIN1 18  // Pino será conectado ao LED de desligamento da caldeira SENSOR1 CORTINA DESCE
#define SISTEMA_ON_LED_PIN2 17  // Pino será conectado ao LED de energia da caldeira SENSOR2 CORTINA SOBE
#define SISTEMA_OFF_LED_PIN2 16  // Pino será conectado ao LED de desligamento da caldeira SENSOR2 CORTINA DESCE

DHTesp dhtSensor;  // Objeto para o sensor DHT22
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); // Inicializa o LCD no endereço I2C 0x27
volatile bool systemState = false;  // Estado do sistema, inicialmente será desligado (deve ser volátil porque é usado no ISR)
volatile unsigned long lastDebounceTime = 0;  // Tempo da última pulsação do botão
const unsigned long debounceDelay = 500;  // Tempo de espera para o debouncing (en ms)



// Declaração de filas e semáforos para FreeRTOS
QueueHandle_t temperatureQueue;  // Fila para envio de valores de temperatura detectados pelo sensor
QueueHandle_t desiredTemperatureQueue;  // Fila para enviar valores de temperatura desejados
SemaphoreHandle_t buttonSemaphore;  // Semáforo para gerenciar a mudança de estado do sistema com a interrupção do botão liga/desliga
SemaphoreHandle_t lcdMutex;  // Mutex para acesso seguro ao LCD

// Manipuladores de tarefas
TaskHandle_t readSensorTaskHandle = NULL;
TaskHandle_t controlCalderaTaskHandle = NULL;
TaskHandle_t updateLCDTaskHandle = NULL;

// Definimos o símbolo de grau como um caractere personalizado (º)
byte degreeSymbol[8] = {
  0b00111,
  0b00101,
  0b00111,
  0b00000,
  0b00000,
  0b00000,
  0b00000,
  0b00000
};


// ###INTERRUPÇÕES ###
// Função de interrupção para botão liga/desliga
void IRAM_ATTR handleButtonPress() {
  unsigned long currentTime = millis();  // Hora atual
  if ((currentTime - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    lastDebounceTime = currentTime;  // Atualizar última hora de impressão
    xSemaphoreGiveFromISR(buttonSemaphore, NULL);  // Ativa o botão liga/desliga do semáforo em caso de interrupção, fazendo com que o estado do sistema mude
  }
}

// ### SETUP ###
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dhtSensor.setup(DHT_PIN1, DHTesp::DHT22);
  dhtSensor.setup(DHT_PIN2, DHTesp::DHT22);
  lcd.init(); // Inicialize o LCD
  lcd.backlight();
  lcd.createChar(0, degreeSymbol); // Crie o símbolo de grau na posição 0

  // Configuração de pinos
  pinMode(DHT_PIN1, INPUT_PULLUP);  // Configuramos o pino do DHT1 como uma entrada com um resistor pull-up
  pinMode(DHT_PIN2, INPUT_PULLUP);  // Configuramos o pino do DHT2 como uma entrada com um resistor pull-up
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);  // Configuramos o pino do botão como uma entrada com um resistor pull-up
  pinMode(LDR_PIN, INPUT_PULLUP); // Configuramos o pino do sensor LDR como uma entrada com um resistor pull-up
  pinMode(SISTEMA_ON_LED_PIN, OUTPUT);  // Configuramos o pino do LED de alimentação do sistema como saída
  pinMode(SISTEMA_ON_LED_PIN1, OUTPUT);  // Configuramos o pino do LED de potência da caldeira como saída
  pinMode(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, OUTPUT);  // Configuramos o pino do LED de desligamento da caldeira como saída
  pinMode(SISTEMA_ON_LED_PIN2, OUTPUT);  // Configuramos o pino do LED de potência da caldeira como saída
  pinMode(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, OUTPUT);  // Configuramos o pino do LED de desligamento da caldeira como saída
  
  // Garantimos que os LEDs comecem apagados
  digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN, LOW);  // Garantimos que o LED do sistema esteja desligado na inicialização
  digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);  // Garantimos que o LED de acendimento da caldeira está apagado no arranque
  digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);  // Garantimos que o LED da caldeira desligada esteja apagado no arranque
  digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN2, LOW);  // Garantimos que o LED de acendimento da caldeira está apagado no arranque
  digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, LOW);  // Garantimos que o LED da caldeira desligada esteja apagado no arranque
  
  // Defina a interrupção no pino do botão para detectar a borda descendente
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(BUTTON_PIN), handleButtonPress, FALLING);

  // Inicialize semáforos, mutexes e filas para FreeRTOS
  buttonSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
  lcdMutex = xSemaphoreCreateMutex();
  temperatureQueue = xQueueCreate(10, sizeof(float));  //Fila para envio de temperaturas detectadas (máximo 10 valores)
  desiredTemperatureQueue = xQueueCreate(10, sizeof(float));  // Cola para enviar temperaturas deseadas

  // Criamos as tarefas nos núcleos ESP32
  xTaskCreatePinnedToCore(readSensorTask, "LER SENSOR1", 2048, NULL, 1, &readSensorTaskHandle, 0);  // Tarefa para ler o sensor DHT22 (núcleo 0)
  xTaskCreatePinnedToCore(readSensorTask, "LER SENSOR2", 2048, NULL, 1, &readSensorTaskHandle, 0);  // Tarefa para ler o sensor DHT22 (núcleo 0)
  xTaskCreatePinnedToCore(controlCalderaTask, "CONTROLE DE AMBIENCIA", 2048, NULL, 1, &controlCalderaTaskHandle, 1); // Tarefa de controle de ambiencia (núcleo 1)
  xTaskCreatePinnedToCore(updateLCDTask, "ATUALIZAR LCD", 2048, NULL, 1, &updateLCDTaskHandle, 1); // Tarefa de atualização do LCD (núcleo 1)
  xTaskCreatePinnedToCore(checkLight, "VERIFICACAO DE LUZ", 2048, NULL, 1, NULL, 1); // Tarefa para ler o sensor LDR (núcleo 1)
}

// ### TAREFAS ###
// Tarefa para ler o sensor de temperatura DHT22
void readSensorTask(void *parameter) {
  while (true) {
    if (systemState) { // Leia os dados apenas se o sistema estiver ligado
      TempAndHumidity data = dhtSensor.getTempAndHumidity();
      Serial.println("--------");
      Serial.println("TEMPERATURA AMBIENTE: " + String(data.temperature, 23) + "ºC"); //TEMEPRATURA DESEJADA
      Serial.println("TEMPERATURA AMBIENTE: " + String(data.temperature, 23) + "ºC"); //TEMEPRATURA DESEJADA
      Serial.println("HUMIDADE: " + String(data.humidity, 1) + "%");
      Serial.println("HUMIDADE: " + String(data.humidity, 1) + "%");
      Serial.println("--------");

      // Envia a temperatura para a fila para ser processada pela tarefa de controle da caldeira
      if (xQueueSend(temperatureQueue, &data.temperature, portMAX_DELAY) != pdPASS) {
        Serial.println("Fila cheia. Temperatura não enviada.");
      }
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));  // Espera 500MS antes da leitura seguinte
  }
}

// Tarefa para controlar a ambiencia com base na temperatura detectada e no valor do potenciômetro
void controlCalderaTask(void *parameter) {
  float temperature;
  float potTemperature = 0;  
  while (true) {
    // Espera receber um valor de temperatura da fila
    if (xQueueReceive(temperatureQueue, &temperature, portMAX_DELAY) == pdPASS) {
      int potentiometerValue = readPotentiometer(); //Leia o valor do potenciômetro
      float newPotTemperature = map(potentiometerValue, 0, 4095, 15, 35); // Mapeamento de potenciômetros na faixa de 15ºC a 35ºC
      
    //Envie a temperatura desejada para a fila somente se ela tiver mudado
      if (newPotTemperature != potTemperature) {
        potTemperature = newPotTemperature;
        xQueueSend(desiredTemperatureQueue, &potTemperature, portMAX_DELAY);
      }
      
      Serial.println("Potentiometer set to: " + String(potTemperature) + "ºC");

      // Controlamos os LEDs da caldeira consoante a temperatura detectada seja inferior, superior ou igual à desejada.
      if (temperature < potTemperature) {
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, HIGH);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN2, HIGH);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, LOW);
        Serial.println("SISTEMA ATIVADO.");
        delay(5000);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN2, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, LOW);
        Serial.println("SISTEMA ATIVADO.");
        delay(5000);

      } else {
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, HIGH);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN2, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, HIGH);
        Serial.println("SISTEMA ATIVADO.");
        delay(5000);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN2, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN2, LOW);
        Serial.println("SISTEMA ATIVADO.");
        delay(5000);

      }
    }
  }
}

//Tarefa para atualizar a tela LCD
void updateLCDTask(void *parameter) {
  float currentTemperature, desiredTemperature;
  while (true) {
    // Pega o valor da temperatura atual da fila
    if (xQueueReceive(temperatureQueue, &currentTemperature, portMAX_DELAY) == pdPASS) {
      
      // Se houver um novo valor de temperatura desejado na fila, nós o consideramos
      if (xQueueReceive(desiredTemperatureQueue, &desiredTemperature, 0) == pdPASS) {
        // Armazenamos o último valor recebido diretamente na cláusula if
      }
      xSemaphoreTake(lcdMutex, portMAX_DELAY); // Pegue o mutex para acesso exclusivo ao LCD
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0); //posicao no lcd linha coluna
      lcd.print("TEMPERATURA1: " + String(currentTemperature, 1)); //casas depois da virgula
      lcd.write(byte(0));  //Insira o símbolo de grau personalizado


      lcd.print("C");
      lcd.setCursor(0, 1);  //posicao no lcd linha coluna
      lcd.print("HUMIDADE1: " + String(desiredTemperature, 1)); //casas depois da virgula
      lcd.write(byte(0));
      lcd.print("C");
      xSemaphoreGive(lcdMutex); // Libere o mutex

      //REPETICAO TESTE
       xSemaphoreTake(lcdMutex, portMAX_DELAY); // Pegue o mutex para acesso exclusivo ao LCD
      
      lcd.setCursor(0, 2); //posicao no lcd linha coluna
      lcd.print("TEMPERATURA2: " + String(currentTemperature, 1)); //casas depois da virgula
      lcd.write(byte(0));  //Insira o símbolo de grau personalizado


      lcd.print("C");
      lcd.setCursor(0, 3);  //posicao no lcd linha coluna
      lcd.print("HUMIDADE2: " + String(desiredTemperature, 1)); //casas depois da virgula
      lcd.write(byte(0));
      lcd.print("C");
      xSemaphoreGive(lcdMutex); // Libere o mutex
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); // Atualiza 1 vez a cada 30 segundos
  }
}

// Tarefa para controlar o sensor de luz
void checkLight(void *parameter) {
  while (true) {
    if (systemState) { // Se o sistema estiver ligado, ele lê o status do LDR, que está configurado como digital
      if (digitalRead(LDR_PIN) == HIGH) { // Se não houver luz, suspendemos as tarefas
        Serial.println("NAO FOI DETECTADO ENERGIA. SUSPENSAO DAS TAREFAS...");
        vTaskSuspend(readSensorTaskHandle);
        vTaskSuspend(controlCalderaTaskHandle);
        vTaskSuspend(updateLCDTaskHandle);
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("  NAO HA ENERGIA ");
        digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);
        digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);
      } else {
        Serial.println("LUZ DETECTADA. RETORNO DAS TAREFAS..."); // Se houver luz, retornamamos as tarefas suspensas
        vTaskResume(readSensorTaskHandle);
        vTaskResume(controlCalderaTaskHandle);
        vTaskResume(updateLCDTaskHandle);
      }
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(300)); // Aguarde 300M segundos antes da próxima verificação
  }
}

// ### FUNÇÕES ###
// Função para obter o valor atual do potenciômetro
int readPotentiometer() {
  if (systemState) {
    int value = analogRead(36);
    return value;
  }
  return 0;
}

// Função para alterar o estado do sistema de ligado para desligado e vice-versa
void controlSystem() {
  systemState = !systemState;
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(1, 0); //posicao no lcd linha e coluna
  lcd.print(systemState ? "SISTEMA LIGADO" : "SISTEMA DESLIGADO");
  digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN, systemState ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(SISTEMA_ON_LED_PIN1, LOW);
  digitalWrite(SISTEMA_OFF_LED_PIN1, LOW);
  Serial.println(systemState ? "SISTEMA LIGADO" : "SISTEMA DESLIGADO");
}

// ### LOOP ###
void loop() {
  if (xSemaphoreTake(buttonSemaphore, portMAX_DELAY) == pdTRUE) { //Semáforo para controlar o estado do sistema, ativado quando o botão liga/desliga é pressionado
    controlSystem();
  }
}