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

// 引脚定义
#define Sensor_AO A0               // 烟雾传感器模拟输出
#define Sensor_DO 3                // 烟雾传感器数字输出
#define Buzzer 7                   // 蜂鸣器
#define RedLED 10                  // 红色LED
#define GreenLED 11                // 绿色LED
#define DHTPIN 2                   // DHT22 数据引脚
#define DHTTYPE DHT22              // DHT22 传感器类型
#define IR_SENSOR 4                // 红外传感器
#define FAN 6                      // 风扇控制
#define RELAY 5                    // 继电器控制引脚（接继电器信号端 S）

// 阈值设置
const int TEMP_THRESHOLD = 30;     // 温度阈值(°C)
const int HUMIDITY_THRESHOLD = 70; // 湿度阈值(%)
const int SMOKE_THRESHOLD = 400;   // 烟雾浓度阈值

// 报警类型定义
#define ALARM_TYPE_NONE 0          // 无报警
#define ALARM_TYPE_TEMP 1          // 温度报警
#define ALARM_TYPE_IR 2            // 红外报警
#define ALARM_TYPE_SMOKE 3         // 烟雾报警

// 全局变量
unsigned int sensorValue = 0;      // 烟雾传感器模拟值
float temperature = 0;             // 温度值
float humidity = 0;                // 湿度值
bool irDetected = false;           // 红外检测状态
unsigned long previousMillis = 0;  // 上次执行时间
const long interval = 500;         // 主循环执行间隔(毫秒)
bool alarmState = false;           // 报警状态标志
int currentAlarmType = ALARM_TYPE_NONE; // 当前报警类型
bool motorRunning = false;         // 电机运行状态

// 初始化DHT22传感器对象
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// 初始化LCD对象（I2C地址通常为0x27或0x3F，需根据转接板确定）
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C地址, 列数, 行数

void setup() {
  // 初始化引脚
  pinMode(Sensor_DO, INPUT);
  pinMode(Buzzer, OUTPUT);
  pinMode(RedLED, OUTPUT);
  pinMode(GreenLED, OUTPUT);
  pinMode(IR_SENSOR, INPUT);
  pinMode(FAN, OUTPUT);
  pinMode(RELAY, OUTPUT);          // 继电器引脚设为输出
  
  // 初始化传感器与显示
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();             // 启动I2C总线
  lcd.init();               // 初始化LCD
  lcd.backlight();          // 打开背光
  lcd.print("System Init...");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  
  // 初始化DHT22
  dht.begin();
  
  // 初始状态：继电器断开，电机停止
  digitalWrite(RELAY, LOW);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();
  
  // 每500毫秒执行一次检测逻辑
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    
    // 读取烟雾传感器数据
    sensorValue = analogRead(Sensor_AO);
    bool smokeTriggered = (sensorValue > SMOKE_THRESHOLD) || (digitalRead(Sensor_DO) == LOW);
    
    // 读取温湿度数据
    temperature = readTemperature();
    humidity = readHumidity();
    bool tempTriggered = (temperature > TEMP_THRESHOLD); // 温度超阈值
    bool humidityTriggered = (humidity > HUMIDITY_THRESHOLD);
    
    // 读取红外传感器数据
    irDetected = (digitalRead(IR_SENSOR) == HIGH);
    
    // 更新报警类型（优先级：温度 > 烟雾 > 红外）
    if (tempTriggered) {
      currentAlarmType = ALARM_TYPE_TEMP;
    } else if (smokeTriggered) {
      currentAlarmType = ALARM_TYPE_SMOKE;
    } else if (irDetected) {
      currentAlarmType = ALARM_TYPE_IR;
    } else {
      currentAlarmType = ALARM_TYPE_NONE;
    }
    
    // 更新报警状态
    alarmState = (currentAlarmType != ALARM_TYPE_NONE);
    
    // 控制输出设备（含继电器逻辑）
    updateOutputs(tempTriggered);
    
    // 在LCD上显示数据
    displayData();
    
    // 串口输出调试信息
    printDebugInfo();
  }
  
  // 其他非阻塞任务可以在这里添加
}

// 读取温度函数
float readTemperature() {
  float t = dht.readTemperature();
  if (isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read temperature from DHT22!");
    return 0; // 读取失败时返回0
  }
  return t;
}

// 读取湿度函数
float readHumidity() {
  float h = dht.readHumidity();
  if (isnan(h)) {
    Serial.println("Failed to read humidity from DHT22!");
    return 0; // 读取失败时返回0
  }
  return h;
}

// 更新输出设备状态
void updateOutputs(bool tempTriggered) {
  // 控制蜂鸣器（根据不同报警类型发出不同频率的声音）
  if (alarmState) {
    switch (currentAlarmType) {
      case ALARM_TYPE_TEMP:
        // 温度报警：800Hz 持续音
        tone(Buzzer, 800);
        break;
        
      case ALARM_TYPE_IR:
        // 红外报警：1500Hz 短促音
        static bool irToneState = false;
        if (irToneState) {
          tone(Buzzer, 1500);
        } else {
          noTone(Buzzer);
        }
        irToneState = !irToneState;
        break;
        
      case ALARM_TYPE_SMOKE:
        // 烟雾报警：1000Hz 间歇音（200ms开，200ms关）
        static unsigned long smokeAlarmTime = 0;
        if (millis() - smokeAlarmTime >= 400) {
          smokeAlarmTime = millis();
          if (digitalRead(Buzzer) == LOW) {
            tone(Buzzer, 1000);
          } else {
            noTone(Buzzer);
          }
        }
        break;
    }
  } else {
    noTone(Buzzer); // 无报警时关闭蜂鸣器
  }
  
  // 控制LED状态
  if (irDetected) {
    digitalWrite(RedLED, HIGH);
    digitalWrite(GreenLED, LOW);
  } else {
    digitalWrite(RedLED, LOW);
    digitalWrite(GreenLED, HIGH);
  }
  
  // 控制风扇（温度过高时开启）
  digitalWrite(FAN, (temperature > TEMP_THRESHOLD) ? HIGH : LOW);
  
  // 控制继电器（温度过高时打开，启动电机）
  digitalWrite(RELAY, tempTriggered ? HIGH : LOW);
  motorRunning = tempTriggered;
}

// 在LCD上显示数据
void displayData() {
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("T:");
  lcd.print(temperature);
  lcd.print("C H:");
  lcd.print(humidity);
  lcd.print("%");
  
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Smoke:");
  lcd.print(sensorValue);

  // 显示当前报警类型
  lcd.setCursor(13, 1);
  switch (currentAlarmType) {
    case ALARM_TYPE_TEMP:
      lcd.print("T");
      break;
    case ALARM_TYPE_IR:
      lcd.print("I");
      break;
    case ALARM_TYPE_SMOKE:
      lcd.print("S");
      break;
    default:
      lcd.print(" ");
  }
}

// 串口输出调试信息
void printDebugInfo() {
  Serial.print("Temp: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.print("°C, Humidity: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.print("%, Smoke: ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print(", IR: ");
  Serial.print(irDetected ? "DETECTED" : "CLEAR");
  Serial.print(", Motor: ");
  Serial.print(motorRunning ? "ON" : "OFF");
  Serial.print(", Alarm: ");
  
  switch (currentAlarmType) {
    case ALARM_TYPE_TEMP:
      Serial.print("TEMP");
      break;
    case ALARM_TYPE_IR:
      Serial.print("IR");
      break;
    case ALARM_TYPE_SMOKE:
      Serial.print("SMOKE");
      break;
    default:
      Serial.print("NONE");
  }
  
  Serial.println();
}