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

// Configurar DHT22 (temperatura y humedad)
#define DHTPIN 7
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// Variables para algoritmo multivariable
float historialHumedad[20];
float historialTemperatura[20];
float historialPresion[20];
int indice = 0;
int contador = 0;
unsigned long ultimoTiempo = 0;

// LEDs
int verde = 2;
int amarillo = 3;
int rojo = 4;

void setup() {
  pinMode(verde, OUTPUT);
  pinMode(amarillo, OUTPUT);
  pinMode(rojo, OUTPUT);
  
  // Inicializar Serial para debug
  Serial.begin(9600);
  
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.print("RainSense-IoT");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Iniciando...");
  
  dht.begin();
  
  // Inicializar historiales con valores realistas
  for(int i = 0; i < 20; i++) {
    historialHumedad[i] = 50.0; // Valor inicial realista
    historialTemperatura[i] = 25.0;
    historialPresion[i] = 1013.0;
  }
  
  // Secuencia de inicio
  digitalWrite(verde, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(amarillo, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(rojo, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(verde, LOW);
  digitalWrite(amarillo, LOW);
  digitalWrite(rojo, LOW);
  delay(1000);
  
  lcd.clear();
}

void loop() {
  if (millis() - ultimoTiempo >= 2000) { // Reducido a 2 segundos para mejor respuesta
    ultimoTiempo = millis();

    // Leer DHT22 real
    float temperaturaReal = dht.readTemperature();
    float humedadReal = dht.readHumidity();
    
    if (isnan(temperaturaReal) || isnan(humedadReal)) {
      lcd.clear();
      lcd.print("Error DHT22!");
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Revisar conexion");
      delay(2000);
      lcd.clear();
      return;
    }
    
    // Simular presión atmosférica REALISTA
    float presionSimulada = simularPresionRealista(temperaturaReal, humedadReal);
    
    // DEBUG: Mostrar lectura actual
    Serial.print("Lectura - T:");
    Serial.print(temperaturaReal);
    Serial.print("C H:");
    Serial.print(humedadReal);
    Serial.print("% P:");
    Serial.println(presionSimulada);
    
    // Almacenar datos para tendencias (siempre que sean válidos)
    historialHumedad[indice] = humedadReal;
    historialTemperatura[indice] = temperaturaReal;
    historialPresion[indice] = presionSimulada;
    
    indice = (indice + 1) % 20;
    if (contador < 20) contador++;
    
    // Mostrar en LCD
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("T:");
    lcd.print(temperaturaReal, 1);
    lcd.print("C H:");
    lcd.print(humedadReal, 0);
    lcd.print("%   ");
    
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("P:");
    lcd.print(presionSimulada, 0);
    lcd.print("hPa ");
    
    // ALGORITMO MULTIVARIABLE DE PREDICCIÓN
    float tendenciaHumedad = calcularTendencia(historialHumedad);
    float tendenciaPresion = calcularTendencia(historialPresion);
    
    int nivelAlerta = predecirLluvia(temperaturaReal, humedadReal, presionSimulada, 
                                   tendenciaHumedad, tendenciaPresion);
    
    // Mostrar estado y controlar LEDs
    mostrarEstadoLCD(nivelAlerta);
    controlarLEDs(nivelAlerta);
  }
}

float simularPresionRealista(float temperatura, float humedad) {
  // Presión base más realista (950-1050 hPa rango normal)
  float presionBase;
  
  if (humedad > 85) {
    // Alta humedad -> baja presión (posible lluvia)
    presionBase = 1000.0;
  } else if (humedad > 70) {
    // Humedad media -> presión media
    presionBase = 1013.0;
  } else {
    // Baja humedad -> alta presión (cielo despejado)
    presionBase = 1020.0;
  }
  
  // Variación aleatoria pequeña (±2 hPa)
  float variacion = random(-20, 20) / 10.0;
  
  // Ajustar por temperatura
  if (temperatura < 20) {
    presionBase += 2.0;
  } else if (temperatura > 30) {
    presionBase -= 2.0;
  }
  
  float presionFinal = presionBase + variacion;
  
  // Asegurar que esté en rango realista
  if (presionFinal < 950) presionFinal = 950;
  if (presionFinal > 1050) presionFinal = 1050;
  
  return presionFinal;
}

float calcularTendencia(float* historial) {
  if (contador < 3) return 0; // Necesitamos al menos 3 puntos
  
  float sumaX = 0, sumaY = 0, sumaXY = 0, sumaX2 = 0;
  int puntos = min(contador, 20);
  
  for (int i = 0; i < puntos; i++) {
    float x = i;
    float y = historial[i];
    sumaX += x;
    sumaY += y;
    sumaXY += x * y;
    sumaX2 += x * x;
  }
  
  float denominador = (puntos * sumaX2 - sumaX * sumaX);
  if (denominador == 0) return 0; // Evitar división por cero
  
  float tendencia = (puntos * sumaXY - sumaX * sumaY) / denominador;
  
  // Limitar la tendencia a valores razonables
  if (tendencia > 1.0) tendencia = 1.0;
  if (tendencia < -1.0) tendencia = -1.0;
  
  return tendencia;
}

int predecirLluvia(float temperatura, float humedad, float presion, 
                   float tendenciaHumedad, float tendenciaPresion) {
  int puntosRiesgo = 0;

  // DEBUG: Mostrar valores en serial
  Serial.print("Prediccion - H:");
  Serial.print(humedad);
  Serial.print(" P:");
  Serial.print(presion);
  Serial.print(" TendH:");
  Serial.print(tendenciaHumedad, 3);
  Serial.print(" TendP:");
  Serial.println(tendenciaPresion, 3);

  // SISTEMA DE PUNTOS MULTIVARIABLE
  // Factor 1: Humedad alta
  if (humedad > 85.0) puntosRiesgo += 3;
  else if (humedad > 75.0) puntosRiesgo += 2;
  else if (humedad > 65.0) puntosRiesgo += 1;

  // Factor 2: Presión baja
  if (presion < 1005.0) puntosRiesgo += 3;
  else if (presion < 1010.0) puntosRiesgo += 2;
  else if (presion < 1015.0) puntosRiesgo += 1;

  // Factor 3: Tendencia de humedad creciente
  if (tendenciaHumedad > 0.3) puntosRiesgo += 2;
  else if (tendenciaHumedad > 0.1) puntosRiesgo += 1;

  // Factor 4: Tendencia de presión decreciente
  if (tendenciaPresion < -0.2) puntosRiesgo += 3;
  else if (tendenciaPresion < -0.05) puntosRiesgo += 2;

  // Factor 5: Temperatura estable o descendiendo
  if (temperatura < 25.0) puntosRiesgo += 1;

  Serial.print("Puntos Riesgo: ");
  Serial.println(puntosRiesgo);

  // EVALUACIÓN FINAL
  if (puntosRiesgo >= 8 || (humedad > 90.0 && presion < 1010.0)) {
    Serial.println(">>> ALERTA ROJA <<<");
    return 2; // ALERTA ROJA
  }
  else if (puntosRiesgo >= 5) {
    Serial.println(">>> ALERTA AMARILLA <<<");
    return 1; // ALERTA AMARILLA
  }
  else {
    Serial.println(">>> NORMAL <<<");
    return 0; // NORMAL
  }
}

void mostrarEstadoLCD(int nivelAlerta) {
  lcd.setCursor(11, 1);
  switch(nivelAlerta) {
    case 2:
      lcd.print("ALERTA");
      break;
    case 1:
      lcd.print("AVISO ");
      break;
    case 0:
      lcd.print("NORMAL");
      break;
  }
}

void controlarLEDs(int nivelAlerta) {
  // Apagar todos primero
  digitalWrite(verde, LOW);
  digitalWrite(amarillo, LOW);
  digitalWrite(rojo, LOW);
  
  // Encender según alerta
  switch(nivelAlerta) {
    case 0: // NORMAL
      digitalWrite(verde, HIGH);
      break;
    case 1: // AVISO
      digitalWrite(amarillo, HIGH);
      break;
    case 2: // ALERTA
      digitalWrite(rojo, HIGH);
      break;
  }
}