#include <DHT.h>
#include <Servo.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

// 传感器引脚定义
#define DHTPIN 2           // DHT22数据引脚
#define DHTTYPE DHT22      // DHT22类型

const int ldrPin = A0;       // LDR光照传感器
const int soilPotPin = A1;   // 土壤湿度模拟电位器

// 执行器引脚定义
const int lightBulbPin = 9;  // 补光灯
const int buzzerPin = 10;    // 蜂鸣器
const int servoPin = 11;     // 舵机
const int alarmLedPin = 12;  // 报警LED

// TFT显示屏引脚（ST7735，1.8英寸）
#define TFT_CS     7         // 片选引脚
#define TFT_DC     6         // 数据/命令引脚
#define TFT_RST    5         // 复位引脚
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// 控制按钮
const int armButtonPin = 3;  // 机械臂按钮

// 阈值设置
const int lightThreshold = 500;
const int temperatureThreshold = 30;
const int humidityThreshold = 80;
const int soilMoistureThreshold = 300;

// 全局变量
float temperatureValue = 0;
float humidityValue = 0;
int lightValue = 0;
int soilMoistureValue = 0;
bool lastButtonState = HIGH;
bool systemStatus = true;
bool tempAlarm = false;
bool humiAlarm = false;
bool soilAlarm = false;

// 初始化对象
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
Servo myServo;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // 初始化传感器和执行器
  dht.begin();
  myServo.attach(servoPin);
  
  pinMode(lightBulbPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(alarmLedPin, OUTPUT);
  pinMode(armButtonPin, INPUT_PULLUP);
  
  // 初始化显示屏（针对Arduino Uno优化）
  tft.initR(INITR_MINI160x80);  // 1.8寸屏幕初始化
  tft.setRotation(3);           // 设置正确的显示方向
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  tft.setTextColor(ST7735_WHITE);
  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.print("农业监测系统启动中...");
  
  delay(1000);
}

void loop() {
  if (systemStatus) {
    collectEnvironmentData();
    analyzeAndControl();
    handleAlarmLight();
    checkArmButton();
    printSensorData();
    updateLCDDisplay();
  }
  delay(2000);  // 主循环延时
}

// 数据采集
void collectEnvironmentData() {
  temperatureValue = dht.readTemperature();
  humidityValue = dht.readHumidity();
  lightValue = analogRead(ldrPin);
  soilMoistureValue = analogRead(soilPotPin);
  
  if (isnan(temperatureValue) || isnan(humidityValue)) {
    temperatureValue = 0;
    humidityValue = 0;
  }
}

// 数据分析与控制
void analyzeAndControl() {
  // 更新报警状态
  tempAlarm = (temperatureValue > temperatureThreshold);
  humiAlarm = (humidityValue > humidityThreshold);
  soilAlarm = (soilMoistureValue < soilMoistureThreshold);
  
  // 报警处理
  if (tempAlarm || humiAlarm || soilAlarm) {
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
    delay(100);  // 短暂报警
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);
  }
  
  // 控制补光灯
  digitalWrite(lightBulbPin, lightValue > lightThreshold ? HIGH : LOW);
}

// 报警灯控制
void handleAlarmLight() {
  static unsigned long lastBlink = 0;
  static bool ledState = LOW;
  
  if (tempAlarm || humiAlarm || soilAlarm) {
    if (millis() - lastBlink > 500) {
      ledState = !ledState;
      digitalWrite(alarmLedPin, ledState);
      lastBlink = millis();
    }
  } else {
    digitalWrite(alarmLedPin, LOW);
  }
}

// 按钮检测
void checkArmButton() {
  int buttonState = digitalRead(armButtonPin);
  
  if (buttonState == LOW && lastButtonState == HIGH) {
    delay(50);  // 消抖
    if (digitalRead(armButtonPin) == LOW) {
      performProductDetection();
    }
  }
  lastButtonState = buttonState;
}

// 产品检测功能
void performProductDetection() {
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.print("开始检测...");
  
  // 控制机械臂
  myServo.write(0);
  delay(500);
  
  for (int angle = 0; angle <= 180; angle += 60) {
    myServo.write(angle);
    delay(300);
  }
  
  tft.setCursor(0, 20);
  tft.print("分析中...");
  delay(1500);
  
  // 生成随机检测结果
  int quality = random(70, 101);
  
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.print("质量评分: ");
  tft.print(quality);
  tft.print("/100");
  
  // 根据评分显示不同颜色和文字
  if (quality >= 90) {
    tft.setTextColor(ST7735_GREEN);
    tft.setCursor(0, 20);
    tft.print("状态: 优秀");
  } else if (quality >= 75) {
    tft.setTextColor(ST7735_YELLOW);
    tft.setCursor(0, 20);
    tft.print("状态: 良好");
  } else if (quality >= 60) {
    tft.setTextColor(ST7735_ORANGE);
    tft.setCursor(0, 20);
    tft.print("状态: 一般");
  } else {
    tft.setTextColor(ST7735_RED);
    tft.setCursor(0, 20);
    tft.print("状态: 较差");
    
    // 质量差时报警
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
      digitalWrite(alarmLedPin, HIGH);
      delay(300);
      digitalWrite(buzzerPin, LOW);
      digitalWrite(alarmLedPin, LOW);
      delay(200);
    }
  }
  
  myServo.write(0);  // 机械臂归位
  delay(2000);
}

// 串口打印数据
void printSensorData() {
  Serial.println("----- environmental data -----");
  Serial.print("temperature: ");
  Serial.print(temperatureValue);
  Serial.println("°C");
  
  Serial.print("humidity: ");
  Serial.print(humidityValue);
  Serial.println("%");
  
  Serial.print("soil moisture: ");
  Serial.println(soilMoistureValue);
  
  Serial.print("intensity of illumination: ");
  Serial.println(lightValue);
  Serial.println("------------------");
}

// 更新LCD显示
void updateLCDDisplay() {
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  
  // 显示温度
  tft.setTextColor(tempAlarm ? ST7735_RED : ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.print("温度: ");
  tft.print(temperatureValue);
  tft.print("°C");
  
  // 显示湿度
  tft.setTextColor(humiAlarm ? ST7735_RED : ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(0, 15);
  tft.print("湿度: ");
  tft.print(humidityValue);
  tft.print("%");
  
  // 显示土壤湿度
  tft.setTextColor(soilAlarm ? ST7735_RED : ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(0, 30);
  tft.print("土壤湿度: ");
  tft.print(soilMoistureValue);
  
  // 显示光照强度
  tft.setTextColor(lightValue > lightThreshold ? ST7735_YELLOW : ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(0, 45);
  tft.print("光照: ");
  tft.print(lightValue > lightThreshold ? "弱" : "正常");
  
  // 显示系统状态
  tft.setTextColor(ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(0, 60);
  tft.print("状态: ");
  tft.print(systemStatus ? "运行中" : "已暂停");
  
  // 显示操作提示
  tft.setCursor(0, 75);
  tft.print("按按钮检测产品");
}