#include <Wire.h>               // I2C 通信库（OLED 依赖）
#include <SSD1306.h>            // OLED 显示库（按需替换为实际屏驱动）
#include <HX711.h>              // HX711 压力传感器库
#include <NewPing.h>            // 超声波传感器库（可选，身高测量）

// -------------- 硬件引脚定义 --------------
///// HX711
const int HX711_DT = 21;
const int HX711_SCK = 22;

// OLED（SSD1306 128x64 示例）
SSD1306 display(0x3C, 21, 22);   // 地址 0x3C，SDA=21，SCL=22（依硬件接线调整）

// HC-SR04（可选，身高测量）
const int SONAR_TRIGGER = 5;
const int SONAR_ECHO = 18;
NewPing sonar(SONAR_TRIGGER, SONAR_ECHO, 400);  // 最大测距 400cm

// HX711 实例
HX711 scale;

// -------------- 校准参数（需实际标定） --------------
float calibrationFactor = 12345.0;  // HX711 校准系数（需用已知重量标定）
float offset = 0;                   // 零点偏移（去皮用）

// -------------- 全局变量 --------------
float weight = 0.0;    // 重量（kg）
float height = 170.0;  // 身高（cm，默认值，可手动改或传感器获取）
float BMI = 0.0;       // BMI 指数
float bodyFat = 0.0;   // 体脂率（%）


// -------------- 函数声明 --------------
void setupHardware();   // 硬件初始化
void calibrateScale();  // 校准 HX711（可选，实际需手动标定）
void getWeight();       // 读取重量
void getHeight();       // （可选）用 HC-SR04 测身高
void calculateBMI();    // 计算 BMI
void calculateBodyFat();// 估算体脂率
void displayData();     // OLED 显示数据


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  setupHardware();
  
  // （可选）执行校准（首次使用或换传感器需标定）
  // calibrateScale();  

  // （可选）读取身高（若用 HC-SR04）
  // getHeight();  
}

void loop() {
  getWeight();      // 读取重量
  calculateBMI();   // 计算 BMI
  calculateBodyFat();// 估算体脂率
  displayData();    // 显示数据
  
  delay(1000);      // 每秒刷新
}


// -------------- 函数实现 --------------
void setupHardware() {
  // HX711 初始化
  scale.begin(HX711_DT, HX711_SCK);
  scale.set_scale(calibrationFactor);  // 设置校准系数
  scale.tare();                        // 去皮（清零）

  // OLED 初始化
  display.init();
  display.flipScreenVertically();
  display.setFont(ArialMT_Plain_16);
  display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_CENTER);
}

void calibrateScale() {
  // 【校准步骤】：
  // 1. 传感器空载时，执行 tare() 清零；
  // 2. 放置已知重量（如 1kg）的物体；
  // 3. 读取 scale.get_units(10) 平均值，调整 calibrationFactor 使输出接近 1.0；
  Serial.println("=== 开始 HX711 校准 ===");
  scale.tare();  // 去皮
  delay(1000);
  
  float knownWeight = 1.0;  // 已知重量（kg，需实际放置）
  Serial.print("放置已知重量（");
  Serial.print(knownWeight);
  Serial.println("kg）的物体...");
  delay(3000);
  
  // 多次采样求平均
  float avgUnits = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    avgUnits += scale.get_units();
    delay(100);
  }
  avgUnits /= 10;
  
  // 计算校准系数（calibrationFactor = 读数 / 已知重量）
  calibrationFactor = avgUnits / knownWeight;
  scale.set_scale(calibrationFactor);  // 应用新系数
  
  Serial.print("校准完成！新的校准系数：");
  Serial.println(calibrationFactor);
}

void getWeight() {
  // 读取重量（kg），多次采样求稳
  float sum = 0;
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    sum += scale.get_units();
    delay(50);
  }
  weight = sum / 5;
  
  Serial.print("重量：");
  Serial.print(weight);
  Serial.println(" kg");
}

void getHeight() {
  // （示例）用 HC-SR04 测身高（需固定传感器安装高度，计算逻辑仅参考）
  // 原理：传感器到地面距离 - 传感器到头顶距离 = 身高
  float sensorHeight = 200.0;  // 传感器安装高度（cm，需实际测量）
  float distance = sonar.ping_cm();  // 测传感器到头顶距离
  
  if (distance > 0 && distance < sensorHeight) {
    height = sensorHeight - distance;  // 计算身高
    Serial.print("身高：");
    Serial.print(height);
    Serial.println(" cm");
  } else {
    Serial.println("身高测量异常");
  }
}

void calculateBMI() {
  // BMI 公式：体重（kg） / 身高（m）² 
  float heightM = height / 100.0;  // 转米
  BMI = weight / (heightM * heightM);
  
  Serial.print("BMI：");
  Serial.println(BMI);
}

void calculateBodyFat() {
  // 【经验公式示例】：仅作演示，实际需更精准算法（如考虑性别、年龄等）
  // 男性：体脂率(%) = (1.20×BMI) + (0.23×年龄) - 16.2 
  // 女性：体脂率(%) = (1.20×BMI) + (0.23×年龄) - 5.4 
  // 这里简化为通用示例（仅演示逻辑）：
  bodyFat = 1.2 * BMI + 0.23 * 25 - 10;  // 假设年龄 25，仅示例！
  
  Serial.print("体脂率：");
  Serial.print(bodyFat);
  Serial.println(" %");
}

void displayData() {
  display.clear();
  display.drawString(64, 10, "Weight: " + String(weight, 2) + " kg");
  display.drawString(64, 30, "BMI: " + String(BMI, 1));
  display.drawString(64, 50, "Fat: " + String(bodyFat, 1) + " %");
  display.display();
}