/*
 * ระบบควบคุมอุตสาหกรรมด้วยเซ็นเซอร์หลายตัว
 * ESP32 Multi-Sensor Industrial Control System
 * 
 * อุปกรณ์ที่ใช้:
 * - ESP32 DevKit
 * - Relay Module 3 Channel
 * - LED 2 สี (แดง, เขียว)
 * - DC Motor (ควบคุมผ่าน Relay 3)
 * - Servo Motor
 * - OLED Display 0.96" I2C
 * - Ultrasonic Sensor HC-SR04
 * - Flying-fish MQ-2 Gas Sensor
 * - DHT11 Temperature & Humidity Sensor
 * 
 * การทำงาน:
 * 1. Ultrasonic: ระยะ 40-60 cm → Servo หมุน 90° + Relay1 ON
 * 2. Flying-fish: ตรวจจับแก๊ส → LED แดง ON + Relay2 ON
 *                ไม่ตรวจจับ → LED เขียว ON
 * 3. DHT11: วัดความชื้น → DC Motor ON (Relay3)
 */

#include <ESP32Servo.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DHT.h>

// ========== กำหนดค่า OLED ==========
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET -1
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// ========== กำหนดขา Ultrasonic Sensor (HC-SR04) ==========
#define TRIG_PIN 5            // Trigger Pin
#define ECHO_PIN 18           // Echo Pin

// ========== กำหนดขา Flying-fish Gas Sensor (MQ-2) ==========
#define GAS_SENSOR_PIN 34     // Analog Input (ADC)
#define GAS_DIGITAL_PIN 35    // Digital Output (ถ้ามี)

// ========== กำหนดขา DHT11 ==========
#define DHT_PIN 4             // Data Pin DHT11
#define DHTTYPE DHT11         // ประเภทเซ็นเซอร์

DHT dht(DHT_PIN, DHTTYPE);

// ========== กำหนดขา Relay (3 Channel) ==========
#define RELAY1_PIN 19         // Relay 1 (สำหรับ Ultrasonic)
#define RELAY2_PIN 21         // Relay 2 (สำหรับ Gas Sensor)
#define RELAY3_PIN 22         // Relay 3 (สำหรับ DC Motor)

// ========== กำหนดขา LED ==========
#define LED_RED 25            // LED แดง (ตรวจจับแก๊ส)
#define LED_GREEN 26          // LED เขียว (ไม่ตรวจจับแก๊ส)

// ========== กำหนดขา Servo Motor ==========
#define SERVO_PIN 23          // PWM Pin สำหรับ Servo

Servo myServo;

// ========== เกณฑ์และค่าคงที่ ==========
// Ultrasonic
const float DISTANCE_MIN = 40.0;    // ระยะขั้นต่ำ (cm)
const float DISTANCE_MAX = 60.0;    // ระยะสูงสุด (cm)

// Gas Sensor
const int GAS_THRESHOLD = 1500;     // เกณฑ์ตรวจจับแก๊ส (0-4095)

// DHT11
const float HUMIDITY_THRESHOLD = 60.0; // เกณฑ์ความชื้น (%)

// Servo
const int SERVO_OFF = 0;            // มุมปิด (0 องศา)
const int SERVO_ON = 90;            // มุมเปิด (90 องศา)

// ========== ตัวแปรเก็บค่าเซ็นเซอร์ ==========
float distance = 0;                 // ระยะทางจาก Ultrasonic (cm)
int gasValue = 0;                   // ค่าแก๊สจาก Flying-fish
float temperature = 0;              // อุณหภูมิจาก DHT11 (°C)
float humidity = 0;                 // ความชื้นจาก DHT11 (%)

// ========== สถานะการทำงาน ==========
bool ultrasonicActive = false;      // Ultrasonic ทำงาน
bool gasDetected = false;           // ตรวจจับแก๊ส
bool motorActive = false;           // DC Motor ทำงาน

// ========== ตัวแปรเวลา ==========
unsigned long lastDisplayUpdate = 0;
unsigned long lastSensorRead = 0;
const unsigned long DISPLAY_UPDATE = 500;    // อัพเดทหน้าจอทุก 500ms
const unsigned long SENSOR_READ_INTERVAL = 200; // อ่านเซ็นเซอร์ทุก 200ms

// ========== ฟังก์ชัน Setup ==========
void setup() {
  // เริ่มต้น Serial
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("\n========================================");
  Serial.println("   ESP32 Multi-Sensor Control System");
  Serial.println("========================================\n");
  delay(1000);
  
  // เริ่มต้น I2C และ OLED
  Wire.begin();
  
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
    Serial.println(F("ไม่พบ OLED Display"));
    for(;;);
  }
  
  // แสดงหน้าจอเริ่มต้น
  displayBootScreen();
  
  // ตั้งค่า Ultrasonic
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  
  // ตั้งค่า Gas Sensor
  pinMode(GAS_SENSOR_PIN, INPUT);
  pinMode(GAS_DIGITAL_PIN, INPUT);
  
  // ตั้งค่า DHT11
  dht.begin();
  
  // ตั้งค่า Relay (Active HIGH)
  pinMode(RELAY1_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RELAY2_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RELAY3_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY1_PIN, LOW);
  digitalWrite(RELAY2_PIN, LOW);
  digitalWrite(RELAY3_PIN, LOW);
  
  // ตั้งค่า LED
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_RED, LOW);
  digitalWrite(LED_GREEN, HIGH); // เริ่มต้นเป็นสีเขียว
  
  // ตั้งค่า Servo
  myServo.attach(SERVO_PIN);
  myServo.write(SERVO_OFF);
  
  Serial.println("ระบบเริ่มต้นสำเร็จ");
  Serial.println("กำลังตรวจสอบเซ็นเซอร์...\n");
  
  delay(2000);
}

// ========== ฟังก์ชัน Loop หลัก ==========
void loop() {
  // อ่านค่าจากเซ็นเซอร์ทั้งหมด
  if (millis() - lastSensorRead >= SENSOR_READ_INTERVAL) {
    readAllSensors();
    processLogic();
    lastSensorRead = millis();
  }
  
  // อัพเดทหน้าจอ OLED
  if (millis() - lastDisplayUpdate >= DISPLAY_UPDATE) {
    updateDisplay();
    lastDisplayUpdate = millis();
  }
  
  delay(50);
}

// ========== อ่านค่าเซ็นเซอร์ทั้งหมด ==========
void readAllSensors() {
  // 1. อ่านค่า Ultrasonic Sensor
  distance = readUltrasonic();
  
  // 2. อ่านค่า Gas Sensor (Flying-fish)
  gasValue = analogRead(GAS_SENSOR_PIN);
  
  // 3. อ่านค่า DHT11
  humidity = dht.readHumidity();
  temperature = dht.readTemperature();
  
  // ตรวจสอบข้อผิดพลาด DHT11
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println("ไม่สามารถอ่านค่า DHT11");
    humidity = 0;
    temperature = 0;
  }
}

// ========== อ่านค่า Ultrasonic Sensor ==========
float readUltrasonic() {
  // ส่งสัญญาณ Trigger
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  
  // รับสัญญาณ Echo
  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000); // Timeout 30ms
  
  // คำนวณระยะทาง (cm)
  float dist = duration * 0.034 / 2.0;
  
  // กรองค่าที่ผิดปกติ
  if (dist == 0 || dist > 400) {
    dist = 999; // ค่าผิดปกติ
  }
  
  return dist;
}

// ========== ประมวลผลและควบคุม ==========
void processLogic() {
  // ========== 1. ควบคุมด้วย Ultrasonic Sensor ==========
  // เงื่อนไข: ระยะ 40-60 cm → Servo 90° + Relay1 ON
  if (distance >= DISTANCE_MIN && distance <= DISTANCE_MAX) {
    if (!ultrasonicActive) {
      ultrasonicActive = true;
      myServo.write(SERVO_ON);
      digitalWrite(RELAY1_PIN, HIGH);
      
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━");
      Serial.println("📏 ULTRASONIC ACTIVATED");
      Serial.print("   ระยะ: ");
      Serial.print(distance);
      Serial.println(" cm");
      Serial.println("   ✓ Servo → 90°");
      Serial.println("   ✓ Relay 1 → ON");
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━\n");
    }
  } else {
    if (ultrasonicActive) {
      ultrasonicActive = false;
      myServo.write(SERVO_OFF);
      digitalWrite(RELAY1_PIN, LOW);
      
      Serial.println("ULTRASONIC DEACTIVATED");
      Serial.println(" Servo → 0°");
      Serial.println(" Relay 1 → OFF\n");
    }
  }
  
  // ========== 2. ควบคุมด้วย Flying-fish Gas Sensor ==========
  // เงื่อนไข: ตรวจจับแก๊ส → LED แดง + Relay2 ON
  //          ไม่ตรวจจับ → LED เขียว
  if (gasValue > GAS_THRESHOLD) {
    if (!gasDetected) {
      gasDetected = true;
      digitalWrite(LED_RED, HIGH);
      digitalWrite(LED_GREEN, LOW);
      digitalWrite(RELAY2_PIN, HIGH);
      
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━");
      Serial.println(" GAS DETECTED!");
      Serial.print("   ค่าแก๊ส: ");
      Serial.println(gasValue);
      Serial.println("  LED แดง → ON");
      Serial.println("  Relay 2 → ON");
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━\n");
    }
  } else {
    if (gasDetected) {
      gasDetected = false;
      digitalWrite(LED_RED, LOW);
      digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);
      digitalWrite(RELAY2_PIN, LOW);
      
      Serial.println("GAS CLEAR");
      Serial.println(" LED เขียว → ON");
      Serial.println(" Relay 2 → OFF\n");
    }
  }
  
  // ========== 3. ควบคุมด้วย DHT11 ==========
  // เงื่อนไข: ความชื้น >= 60% → DC Motor ON (Relay3)
  if (humidity >= HUMIDITY_THRESHOLD) {
    if (!motorActive) {
      motorActive = true;
      digitalWrite(RELAY3_PIN, HIGH);
      
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━");
      Serial.println("💧 HIGH HUMIDITY");
      Serial.print("   ความชื้น: ");
      Serial.print(humidity);
      Serial.println(" %");
      Serial.print("   อุณหภูมิ: ");
      Serial.print(temperature);
      Serial.println(" °C");
      Serial.println(" DC Motor → ON");
      Serial.println(" Relay 3 → ON");
      Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━\n");
    }
  } else {
    if (motorActive) {
      motorActive = false;
      digitalWrite(RELAY3_PIN, LOW);
      
      Serial.println("NORMAL HUMIDITY");
      Serial.println(" DC Motor → OFF");
      Serial.println(" Relay 3 → OFF\n");
    }
  }
}

// ========== แสดงหน้าจอเริ่มต้น ==========
void displayBootScreen() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  
  display.setCursor(10, 5);
  display.println(F("ESP32 CONTROL"));
  display.setCursor(25, 18);
  display.println(F("SYSTEM"));
  
  display.drawRect(0, 30, 128, 2, SSD1306_WHITE);
  
  display.setCursor(5, 40);
  display.println(F("Multi-Sensor"));
  display.setCursor(5, 52);
  display.println(F("Initializing..."));
  
  display.display();
  delay(2000);
}

// ========== อัพเดทหน้าจอ OLED ==========
void updateDisplay() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  
  // หัวข้อ
  display.setCursor(0, 0);
  display.println(F("=SENSOR MONITOR="));
  
  // แสดงค่า Ultrasonic
  display.setCursor(0, 12);
  display.print(F("Dist:"));
  if (distance < 400) {
    display.print(distance, 1);
    display.print(F("cm"));
  } else {
    display.print(F("---"));
  }
  
  // สถานะ Ultrasonic
  display.setCursor(70, 12);
  if (ultrasonicActive) {
    display.print(F("[ACTIVE]"));
  } else {
    display.print(F("[OFF]"));
  }
  
  // แสดงค่า Gas
  display.setCursor(0, 24);
  display.print(F("Gas:"));
  display.print(gasValue);
  
  // สถานะ Gas
  display.setCursor(70, 24);
  if (gasDetected) {
    display.print(F("[ALERT]"));
  } else {
    display.print(F("[SAFE]"));
  }
  
  // แสดงค่า DHT11
  display.setCursor(0, 36);
  display.print(F("Temp:"));
  display.print(temperature, 1);
  display.print(F("C"));
  
  display.setCursor(0, 48);
  display.print(F("Humi:"));
  display.print(humidity, 1);
  display.print(F("%"));
  
  // สถานะ Motor
  display.setCursor(70, 48);
  if (motorActive) {
    display.print(F("[MOTOR]"));
  } else {
    display.print(F("[IDLE]"));
  }
  
  // แถบสถานะด้านล่าง
  display.drawRect(0, 56, 128, 8, SSD1306_WHITE);
  
  // Relay Status Indicators
  if (ultrasonicActive) {
    display.fillRect(2, 58, 10, 4, SSD1306_WHITE);
  }
  display.setCursor(14, 58);
  display.print(F("R1"));
  
  if (gasDetected) {
    display.fillRect(32, 58, 10, 4, SSD1306_WHITE);
  }
  display.setCursor(44, 58);
  display.print(F("R2"));
  
  if (motorActive) {
    display.fillRect(62, 58, 10, 4, SSD1306_WHITE);
  }
  display.setCursor(74, 58);
  display.print(F("R3"));
  
  // Servo Position
  display.setCursor(92, 58);
  display.print(F("S:"));
  display.print(ultrasonicActive ? 90 : 0);
  
  display.display();
}

// ========== สรุปข้อมูลในหน้าจอ Serial ==========
void printSystemStatus() {
  Serial.println("\n════════════════════════════════════");
  Serial.println("     SYSTEM STATUS REPORT           ");
  Serial.println("════════════════════════════════════");
  
  Serial.print("Ultrasonic: ");
  Serial.print(distance, 1);
  Serial.print(" cm ");
  Serial.println(ultrasonicActive ? "[ACTIVE]" : "[OFF]   ");
  
  Serial.print("Gas Sensor: ");
  Serial.print(gasValue);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(gasDetected ? "[ALERT] " : "[SAFE]  ");
  
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature, 1);
  Serial.println(" °C          ");
  
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(humidity, 1);
  Serial.println(" %             ");
  
  Serial.print("DC Motor: ");
  Serial.println(motorActive ? "ON              " : "OFF             ");
  
  Serial.println("════════════════════════════════════");
  Serial.print(" Relay1: ");
  Serial.print(ultrasonicActive ? "ON  " : "OFF ");
  Serial.print("│ Relay2: ");
  Serial.print(gasDetected ? "ON  " : "OFF ");
  Serial.print("│ Relay3: ");
  Serial.println(motorActive ? "ON  " : "OFF ");
  
  Serial.println("════════════════════════════════════\n");
}