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

// 引脚定义
#define DHTPIN 2                // DHT传感器连接的数字引脚2
#define DHTTYPE DHT22           // 使用DHT22型号温湿度传感器
#define SOIL_MOISTURE_PIN A0    // 土壤湿度传感器(电位器)连接的模拟引脚A0
#define LIGHT_SENSOR_PIN A1     // 光照传感器(电位器)连接的模拟引脚A1
#define PUMP_PIN 3              // 水泵控制引脚(继电器)
#define LED_RED 4               // 红色LED指示灯引脚(浇水)
#define LED_GREEN 5             // 绿色LED指示灯引脚(系统正常)
#define HEATER_PIN 6            // 紫色加热器控制引脚(低温时启动)
#define FAN_PIN 7               //黄色 风扇控制引脚(高温时启动)
#define GROW_LIGHT_PIN 8        // 蓝色植物生长灯控制引脚(光照不足时启动)
#define SHADE_PIN 9             //棕色 遮阳系统控制引脚(光照过强时启动)
#define BUZZER_PIN 10           // 蜂鸣器控制引脚

// 创建传感器和LCD对象
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);                     // 初始化DHT传感器对象
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);           // 初始化LCD对象，I2C地址0x27，16列2行显示

// 系统参数配置
const int DRY_THRESHOLD = 500;       // 土壤干燥阈值（值越大越干燥）
const int WATERING_TIME = 5000;      // 浇水持续时间(毫秒)
const float TEMP_LOW_THRESHOLD = 15; // 低温阈值(低于此温度启动加热器)
const float TEMP_HIGH_THRESHOLD = 30;// 高温阈值(高于此温度启动风扇)
const int LIGHT_LOW_THRESHOLD = 20;  // 低光照阈值(低于此值启动生长灯)
const int LIGHT_HIGH_THRESHOLD = 80; // 高光照阈值(高于此值启动遮阳系统)

void setup() {
  Serial.begin(9600);             // 初始化串口通信，波特率9600
  
  // 设置所有引脚模式
  pinMode(PUMP_PIN, OUTPUT);      // 水泵控制
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);       // 红色LED(浇水指示)
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);     // 绿色LED(系统正常)
  pinMode(HEATER_PIN, OUTPUT);    // 加热器控制
  pinMode(FAN_PIN, OUTPUT);       // 风扇控制
  pinMode(GROW_LIGHT_PIN, OUTPUT);// 植物生长灯控制
  pinMode(SHADE_PIN, OUTPUT);     // 遮阳系统控制
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);    // 蜂鸣器控制
  
  // 初始化所有设备状态
  digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);    // 关闭水泵
  digitalWrite(LED_RED, LOW);     // 关闭红色LED
  digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);  // 开启绿色LED(系统正常)
  digitalWrite(HEATER_PIN, LOW);  // 关闭加热器
  digitalWrite(FAN_PIN, LOW);     // 关闭风扇
  digitalWrite(GROW_LIGHT_PIN, LOW); // 关闭生长灯
  digitalWrite(SHADE_PIN, LOW);   // 关闭遮阳系统
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);  // 关闭蜂鸣器
  
  dht.begin();                   // 初始化DHT传感器
  lcd.init();                    // 初始化LCD显示屏
  lcd.backlight();               // 打开LCD背光
  
  // 显示启动信息
  lcd.setCursor(0, 0);           // 设置光标位置(第0列, 第0行)
  lcd.print("Advanced SmartFarm"); // 显示系统名称
  lcd.setCursor(0, 1);           // 设置光标位置(第0列, 第1行)
  lcd.print("Temp & Light Ctrl"); // 显示"温光控制版本"
  delay(2000);                   // 显示2秒后进入主循环
}

void loop() {
  // 读取传感器和电位器数据
  int soilMoisture = analogRead(SOIL_MOISTURE_PIN);  // 读取土壤湿度电位器值
  int lightLevel = analogRead(LIGHT_SENSOR_PIN);      // 读取光照强度电位器值
  float temp = dht.readTemperature();                // 读取温度值(摄氏度)
  float humidity = dht.readHumidity();               // 读取湿度值(百分比)
  
  // 计算映射后的百分比值
  int soilMoisturePercent = map(soilMoisture, 0, 1023, 100, 0); // 土壤湿度百分比
  int lightLevelPercent = map(lightLevel, 0, 1023, 0, 100);     // 光照强度百分比

  // 自动灌溉控制逻辑
  if (soilMoisture > DRY_THRESHOLD) {  // 检查土壤是否干燥
    lcd.clear();                       // 清除LCD显示
    lcd.print("Watering Plants...");   // 显示浇水提示
    
    // 启动浇水
    digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);      // 打开水泵
    digitalWrite(LED_RED, HIGH);       // 点亮红色LED(浇水指示)
    digitalWrite(LED_GREEN, LOW);      // 关闭绿色LED
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);    // 打开蜂鸣器（持续响）
    
    // 保持浇水状态设定的时间，蜂鸣器持续响
    unsigned long startTime = millis();
    while (millis() - startTime < WATERING_TIME) {
      // 在这里可以添加其他需要实时响应的功能
      // 例如：检查紧急停止按钮等
    }
    
    // 停止浇水
    digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);       // 关闭水泵
    digitalWrite(LED_RED, LOW);        // 关闭红色LED
    digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);     // 点亮绿色LED(系统正常)
    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);     // 关闭蜂鸣器
  }

  // 温度调控系统
  if (temp < TEMP_LOW_THRESHOLD) {
    // 温度过低，启动加热器
    digitalWrite(HEATER_PIN, HIGH);  // 打开加热器
    digitalWrite(FAN_PIN, LOW);      // 确保风扇关闭
  } else if (temp > TEMP_HIGH_THRESHOLD) {
    // 温度过高，启动风扇降温
    digitalWrite(FAN_PIN, HIGH);     // 打开风扇
    digitalWrite(HEATER_PIN, LOW);   // 确保加热器关闭
  } else {
    // 温度在正常范围内
    digitalWrite(HEATER_PIN, LOW);   // 关闭加热器
    digitalWrite(FAN_PIN, LOW);      // 关闭风扇
  }

  // 光照调控系统
  if (lightLevelPercent < LIGHT_LOW_THRESHOLD) {
    // 光照不足，启动生长灯
    digitalWrite(GROW_LIGHT_PIN, HIGH); // 打开生长灯
    digitalWrite(SHADE_PIN, LOW);       // 确保遮阳系统关闭
  } else if (lightLevelPercent > LIGHT_HIGH_THRESHOLD) {
    // 光照过强，启动遮阳系统
    digitalWrite(SHADE_PIN, HIGH);      // 打开遮阳系统
    digitalWrite(GROW_LIGHT_PIN, LOW);  // 确保生长灯关闭
  } else {
    // 光照在正常范围内
    digitalWrite(GROW_LIGHT_PIN, LOW);  // 关闭生长灯
    digitalWrite(SHADE_PIN, LOW);       // 关闭遮阳系统
  }

  // 在LCD上显示传感器数据
  lcd.clear();                    // 清除LCD显示
  
  // 第一行: 温度状态 + 实际温度
  lcd.setCursor(0, 0);            // 设置光标到第0行开头
  if (digitalRead(HEATER_PIN)) {
    lcd.print("HEAT ON ");        // 显示加热状态
  } else if (digitalRead(FAN_PIN)) {
    lcd.print("COOL ON ");        // 显示降温状态
  } else {
    lcd.print("TEMP OK ");        // 显示温度正常
  }
  lcd.print("T:");                // 显示温度标签
  lcd.print(temp, 1);             // 显示温度值(保留1位小数)
  lcd.print("C");                 // 显示摄氏度符号
  
  // 第二行: 光照状态 + 实际光照
  lcd.setCursor(0, 1);            // 设置光标到第1行开头
  if (digitalRead(GROW_LIGHT_PIN)) {
    lcd.print("LIGHT+ ");         // 显示补光状态
  } else if (digitalRead(SHADE_PIN)) {
    lcd.print("SHADE ON");        // 显示遮阳状态
  } else {
    lcd.print("LIGHT OK");        // 显示光照正常
  }
  lcd.print(" L:");               // 显示光照标签
  lcd.print(lightLevelPercent);   // 显示光照百分比
  lcd.print("%");                 // 显示百分比符号

  // 通过串口输出详细数据(用于调试)
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temp, 1);          // 温度保留1位小数
  Serial.print("°C | Humidity: ");
  Serial.print(humidity, 1);      // 湿度保留1位小数
  Serial.print("% | Soil: ");
  Serial.print(soilMoisturePercent);
  Serial.print("% | Light: ");
  Serial.print(lightLevelPercent);
  Serial.print("% | Systems: ");
  
  // 输出系统状态
  if (digitalRead(HEATER_PIN)) Serial.print("[HEATER] ");
  if (digitalRead(FAN_PIN)) Serial.print("[FAN] ");
  if (digitalRead(GROW_LIGHT_PIN)) Serial.print("[GROW_LIGHT] ");
  if (digitalRead(SHADE_PIN)) Serial.print("[SHADE] ");
  if (digitalRead(PUMP_PIN)) Serial.print("[PUMP] ");
  
  Serial.println();  // 结束当前行输出

  delay(1000);  // 等待1秒后再次读取数据和更新显示
}