#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <RTClib.h>
#include <Wire.h>
#include <DHT.h>

// 定义引脚
#define LIGHT_SENSOR A0    // 光敏电阻输入
#define POTENTIOMETER A1   // 电位器输入
#define LED_PIN 13         // LED指示灯
#define MOTOR_DIR_PIN 9    // 电机方向控制
#define MOTOR_PWM_PIN 10   // 电机速度控制( PWM )
#define DHT_PIN 2          // DHT传感器数据引脚
#define DHT_TYPE DHT11     // DHT11或DHT22

// 初始化LCD对象 (I2C地址0x27, 16列2行)
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
RTC_DS1307 rtc;
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);

// 窗帘控制参数
int curtainPosition = 0;    // 窗帘位置 (0-100%)
int targetPosition = 0;     // 目标位置
bool curtainMoving = false; // 窗帘是否正在移动
unsigned long lastMotorUpdate = 0; // 电机上次更新时间
const int MOTOR_UPDATE_INTERVAL = 50; // 电机更新间隔(毫秒)

void setup() {
  // 初始化串口通信
  Serial.begin(9600);
  
  // 初始化LCD
  lcd.begin(16,2);
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Smart Curtain");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("System Starting...");
  delay(2000);
  
  // 初始化RTC时钟模块
  if (!rtc.begin()) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("RTC Error!");
    while (1);
  }
  
  // 如果RTC时钟没有设置时间，设置一个初始时间
  if (!rtc.isrunning()) {
    Serial.println("RTC is NOT running!");
    // 设置时间为编译时间
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  }
  
  // 初始化DHT传感器
  dht.begin();
  
  // 初始化LED和电机引脚
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(MOTOR_DIR_PIN, OUTPUT);
  pinMode(MOTOR_PWM_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  digitalWrite(MOTOR_DIR_PIN, LOW);
  analogWrite(MOTOR_PWM_PIN, 0); // 电机停止
  
  // 读取初始窗帘位置
  updateCurtainPosition();
  
  // 初始显示
  updateDisplay();
}

void loop() {
  // 获取当前时间
  DateTime now = rtc.now();
  
  // 时间控制逻辑
  if (now.hour() == 8 && now.minute() == 0 && now.second() < 10) {
    // 早上8点：打开窗帘
    setCurtainPosition(100); // 100%表示完全打开
  } else if (now.hour() == 20 && now.minute() == 0 && now.second() < 10) {
    // 晚上8点：关闭窗帘
    setCurtainPosition(0);   // 0%表示完全关闭
  }
  
  // 光线控制逻辑（可选）
  int lightLevel = analogRead(LIGHT_SENSOR);
  if (lightLevel < 100 && now.hour() >= 6 && now.hour() < 18) {
    // 如果光线太暗且在白天，自动打开窗帘
    setCurtainPosition(100);
  }
  
  // 窗帘控制逻辑
  controlCurtain();
  
  // 每10秒更新一次显示
  static unsigned long lastUpdateTime = 0;
  if (millis() - lastUpdateTime > 10000) {
    updateDisplay();
    lastUpdateTime = millis();
  }
  
  delay(100); // 短暂延时减少CPU负载
}

// 设置窗帘目标位置
void setCurtainPosition(int position) {
  if (position != targetPosition) {
    targetPosition = constrain(position, 0, 100);
    curtainMoving = true;
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // 打开LED指示工作状态
    Serial.print("Setting curtain to ");
    Serial.print(targetPosition);
    Serial.println("%");
  }
}

// 更新当前窗帘位置
void updateCurtainPosition() {
  // 读取当前电位器位置 (0-1023)
  int potValue = analogRead(POTENTIOMETER);
  // 将读数转换为百分比 (0-100%)
  curtainPosition = map(potValue, 0, 1023, 0, 100);
  // 限制在有效范围内
  curtainPosition = constrain(curtainPosition, 0, 100);
}

// 控制窗帘电机
void controlCurtain() {
  if (!curtainMoving) return;
  
  // 仅在更新间隔后才更新电机状态
  if (millis() - lastMotorUpdate < MOTOR_UPDATE_INTERVAL) return;
  lastMotorUpdate = millis();
  
  // 更新当前位置
  updateCurtainPosition();
  
  // 计算位置误差
  int error = targetPosition - curtainPosition;
  
  // 简单的PID控制逻辑（这里简化为比例控制）
  if (abs(error) > 5) { // 误差大于5%时才移动
    int motorSpeed = constrain(abs(error) * 2, 100, 255); // 速度与误差成正比
    
    if (error > 0) {
      // 需要打开窗帘
      digitalWrite(MOTOR_DIR_PIN, HIGH); // 设置方向
      analogWrite(MOTOR_PWM_PIN, motorSpeed); // 设置速度
    } else {
      // 需要关闭窗帘
      digitalWrite(MOTOR_DIR_PIN, LOW); // 设置方向
      analogWrite(MOTOR_PWM_PIN, motorSpeed); // 设置速度
    }
  } else {
    // 已到达目标位置
    analogWrite(MOTOR_PWM_PIN, 0); // 停止电机
    curtainMoving = false;
    digitalWrite(LED_PIN, LOW); // 关闭LED
    Serial.print("Curtain position reached: ");
    Serial.println(curtainPosition);
  }
}

// 更新LCD显示内容
void updateDisplay() {
  lcd.clear();
  
  // 显示当前时间
  DateTime now = rtc.now();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(now.hour(), DEC);
  lcd.print(':');
  if(now.minute() < 10) lcd.print('0');
  lcd.print(now.minute(), DEC);
  lcd.print(':');
  if(now.second() < 10) lcd.print('0');
  lcd.print(now.second(), DEC);
  lcd.print("  ");
  lcd.print(now.month(), DEC);
  lcd.print('/');
  lcd.print(now.day(), DEC);
  lcd.print('/');
  lcd.print(now.year(), DEC);
  
  // 读取并显示温度和湿度
  float temperature = dht.readTemperature();
  float humidity = dht.readHumidity();
  
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (isnan(temperature) || isnan(humidity)) {
    lcd.print("Sensor Error!");
  } else {
    lcd.print("Temp: ");
    lcd.print(temperature);
    lcd.print(" C  Hum: ");
    lcd.print(humidity);
    lcd.print("%");
  }
  
  // 显示窗帘状态
  lcd.setCursor(12, 1);
  lcd.print(curtainPosition);
  lcd.print("%");
}