// 包含必要的库文件
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include "DHT.h"

// 定义常量和引脚
#define DHTPIN 2              // DHT11数据引脚
#define DHTTYPE DHT11         // DHT传感器类型
#define MQ2PIN A0             // MQ-2传感器引脚
#define BUZZER_PIN 8          // 蜂鸣器引脚
#define LED_PIN 9             // LED引脚
#define SET_BUTTON_PIN 3      // 设置按键引脚
#define CONFIRM_BUTTON_PIN 4  // 确认按键引脚
#define MODE_BUTTON_PIN 5     // 模式切换按键
#define THRESHOLD_SAVE_ADDR 0 // EEPROM保存地址

// 定义状态
#define STATE_MAIN 0          // 主显示状态
#define STATE_SETTING 1       // 设置状态
#define STATE_ALARM 2         // 报警状态

// 定义阈值和变量
float temperature = 0.0;         // 温度
float humidity = 0.0;            // 湿度
int smokeLevel = 0;              // 烟雾浓度
int tempThreshold = 40;          // 温度阈值
int smokeThreshold = 300;        // 烟雾阈值
int currentState = STATE_MAIN;   // 当前状态
int settingMode = 0;             // 设置模式：0-温度阈值，1-烟雾阈值
unsigned long lastButtonPress = 0; // 上次按键时间
unsigned long lastAlarmTime = 0;   // 上次报警时间
bool alarmEnabled = true;        // 报警启用状态
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);        // DHT传感器对象

// OLED显示屏对象
Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, -1);

// 初始化函数
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
  
  // 初始化引脚
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(SET_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(CONFIRM_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(MODE_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  
  // 从EEPROM加载阈值
  loadThresholds();
  
  // 初始化OLED
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    while(true); // 无法初始化则循环
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Fire Alarm System");
  display.display();
  delay(2000);
}

// 主循环函数
void loop() {
  // 读取传感器数据
  readSensors();
  
  // 处理按键输入
  handleButtons();
  
  // 根据当前状态执行不同操作
  switch(currentState) {
    case STATE_MAIN:
      displayMainScreen();
      checkAlarmConditions();
      break;
    case STATE_SETTING:
      displaySettingScreen();
      break;
    case STATE_ALARM:
      displayAlarmScreen();
      triggerAlarm();
      break;
  }
  
  delay(100); // 短暂延时，避免CPU占用过高
}

// 读取传感器数据
void readSensors() {
  // 读取温湿度
  humidity = dht.readHumidity();
  temperature = dht.readTemperature();
  
  // 读取烟雾浓度
  smokeLevel = analogRead(MQ2PIN);
  
  // 简单的传感器数据校验
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println(F("Failed to read DHT sensor!"));
  }
}

// 处理按键输入
void handleButtons() {
  // 去抖动处理
  if (millis() - lastButtonPress < 200) return;
  
  // 设置按键：切换主界面和设置界面
  if (!digitalRead(SET_BUTTON_PIN)) {
    lastButtonPress = millis();
    if (currentState == STATE_MAIN) {
      currentState = STATE_SETTING;
      settingMode = 0; // 默认为温度设置
    } else if (currentState == STATE_SETTING) {
      currentState = STATE_MAIN;
      saveThresholds(); // 保存设置
    } else if (currentState == STATE_ALARM) {
      alarmEnabled = false; // 关闭报警
      currentState = STATE_MAIN;
    }
  }
  
  // 模式切换按键：在设置界面切换温度/烟雾阈值
  if (!digitalRead(MODE_BUTTON_PIN) && currentState == STATE_SETTING) {
    lastButtonPress = millis();
    settingMode = (settingMode + 1) % 2;
  }
  
  // 确认按键：在设置界面调整阈值
  if (!digitalRead(CONFIRM_BUTTON_PIN) && currentState == STATE_SETTING) {
    lastButtonPress = millis();
    if (settingMode == 0) {
      tempThreshold = (tempThreshold + 1) % 100; // 温度阈值0-99℃
    } else {
      smokeThreshold = (smokeThreshold + 50) % 1000; // 烟雾阈值0-950
    }
  }
}

// 显示主界面
void displayMainScreen() {
  display.clearDisplay();
  
  // 显示时间（模拟，实际项目中可添加RTC模块）
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Time: 12:34:56");
  
  // 显示温湿度
  display.setCursor(0, 16);
  display.print("Temp: ");
  display.print(temperature);
  display.print(" C  ");
  display.print("Humi: ");
  display.print(humidity);
  display.println(" %");
  
  // 显示烟雾浓度
  display.setCursor(0, 32);
  display.print("Smoke: ");
  display.print(smokeLevel);
  display.println(" ppm");
  
  // 显示火灾风险等级（扩展功能）
  int riskLevel = calculateRiskLevel();
  display.setCursor(0, 48);
  display.print("Risk: ");
  
  if (riskLevel == 0) {
    display.print("LOW");
    display.setTextColor(SSD1306_GREEN);
  } else if (riskLevel == 1) {
    display.print("MEDIUM");
    display.setTextColor(SSD1306_YELLOW);
  } else {
    display.print("HIGH!");
    display.setTextColor(SSD1306_RED);
  }
  
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.display();
}

// 显示设置界面
void displaySettingScreen() {
  display.clearDisplay();
  
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Setting Thresholds");
  
  if (settingMode == 0) {
    display.setCursor(0, 20);
    display.print("Temp Threshold: ");
    display.print(tempThreshold);
    display.println(" C");
    display.setCursor(0, 40);
    display.println("> Smoke: ");
    display.print(smokeThreshold);
    display.println(" ppm");
  } else {
    display.setCursor(0, 20);
    display.println("Temp: ");
    display.print(tempThreshold);
    display.println(" C");
    display.setCursor(0, 40);
    display.print("> Smoke Threshold: ");
    display.print(smokeThreshold);
    display.println(" ppm");
  }
  
  display.setCursor(0, 56);
  display.println("Set: Button1  Mode: Button3");
  display.display();
}

// 显示报警界面
void displayAlarmScreen() {
  display.clearDisplay();
  
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 10);
  display.println("ALARM!");
  
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 40);
  display.print("Temp: ");
  display.print(temperature);
  display.print(" C  ");
  display.print("Smoke: ");
  display.print(smokeLevel);
  display.println(" ppm");
  
  display.setCursor(0, 56);
  display.println("Press to Stop");
  display.display();
}

// 检查报警条件
void checkAlarmConditions() {
  if (temperature > tempThreshold || smokeLevel > smokeThreshold) {
    currentState = STATE_ALARM;
    lastAlarmTime = millis();
    alarmEnabled = true;
  }
}

// 触发报警
void triggerAlarm() {
  if (!alarmEnabled) return; // 如果报警被禁用，不执行
  
  unsigned long currentTime = millis();
  int blinkRate = 300; // 闪烁频率
  
  // LED闪烁报警（每个人可自定义闪烁方式）
  if ((currentTime - lastAlarmTime) / blinkRate % 2 == 0) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  }
  
  // 蜂鸣器报警（每个人可自定义报警声音）
  if ((currentTime - lastAlarmTime) / 100 % 4 < 2) {
    tone(BUZZER_PIN, 1000); // 1000Hz音调
  } else {
    noTone(BUZZER_PIN);
  }
}

// 计算火灾风险等级（扩展功能）
int calculateRiskLevel() {
  // 基于温度和烟雾浓度综合计算风险等级
  float tempFactor = temperature / 100.0;
  float smokeFactor = smokeLevel / 1000.0;
  float risk = tempFactor * 0.6 + smokeFactor * 0.4; // 温度占60%，烟雾占40%
  
  if (risk < 0.3) return 0;    // 低风险
  else if (risk < 0.7) return 1; // 中风险
  else return 2;               // 高风险
}

// 保存阈值到EEPROM
void saveThresholds() {
  EEPROM.write(THRESHOLD_SAVE_ADDR, tempThreshold);
  EEPROM.write(THRESHOLD_SAVE_ADDR + 1, smokeThreshold >> 8);
  EEPROM.write(THRESHOLD_SAVE_ADDR + 2, smokeThreshold & 0xFF);
}

// 从EEPROM加载阈值
void loadThresholds() {
  tempThreshold = EEPROM.read(THRESHOLD_SAVE_ADDR);
  int highByte = EEPROM.read(THRESHOLD_SAVE_ADDR + 1);
  int lowByte = EEPROM.read(THRESHOLD_SAVE_ADDR + 2);
  smokeThreshold = (highByte << 8) | lowByte;
  
  // 如果EEPROM中没有有效数据，设置默认值
  if (tempThreshold == 255) tempThreshold = 40;
  if (smokeThreshold == 0) smokeThreshold = 300;
}