/*
 Wokwi专用 家庭火灾报警系统
 移除火焰传感器适配Wokwi Arduino Uno仿真
 必做功能全部保留：DS18B20温度+MQ2烟雾、两级阈值可调、LCD1602、声光报警、静音、手动火灾测试
*/
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// 引脚定义（无火焰传感器，A1闲置）
#define BEEP_PIN     9
#define RED_LED_PIN  10
#define DS18B20_PIN  2
#define MQ2_AOUT     A0
// 功能按键
#define KEY_UP       3
#define KEY_DOWN     4
#define KEY_MUTE     5
#define KEY_TEST     6

// LCD1602 I2C地址 Wokwi默认0x27
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// 温度传感器对象
OneWire oneWire(DS18B20_PIN);
DallasTemperature tempSensor(&oneWire);

// ========== 两级阈值参数 ==========
float tempWarnThresh  = 40.0;   // 温度预警阈值 ℃
float tempAlarmThresh = 55.0;   // 温度报警阈值 ℃
int   smokeWarnThresh = 300;    // 烟雾预警阈值
int   smokeAlarmThresh= 500;    // 烟雾报警阈值

// ========== 全局状态变量 ==========
float curTemp    = 0.0;
int   curSmoke   = 0;
bool  muteFlag   = false;
bool  alarmFlag  = false;
unsigned long lastFlashTime = 0;
const unsigned long flashInterval = 300;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 输出引脚初始化
  pinMode(BEEP_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RED_LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(BEEP_PIN, LOW);
  digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);

  // 按键开启内部上拉模式
  pinMode(KEY_UP, INPUT_PULLUP);
  pinMode(KEY_DOWN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(KEY_MUTE, INPUT_PULLUP);
  pinMode(KEY_TEST, INPUT_PULLUP);

  // 传感器 & LCD初始化
  tempSensor.begin();
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
  lcd.print("Fire Alarm Sys");
  delay(2000);
}

void loop() {
  readSensorData();    // 读取温、烟传感器
  keyProcess();        // 按键处理：调阈值、静音、测试
  judgeAlarm();        // 报警逻辑判断（仅温度+烟雾）
  alarmAction();       // 声光报警执行
  lcdDisplay();        // LCD屏幕刷新
  delay(100);
}

// 读取温度、烟雾传感器
void readSensorData() {
  tempSensor.requestTemperatures();
  curTemp = tempSensor.getTempCByIndex(0);
  if(curTemp < -10) curTemp = 25.0; // 断线容错

  curSmoke = analogRead(MQ2_AOUT);
}

// 按键扫描：阈值调节、静音、手动模拟火灾
void keyProcess() {
  // 阈值增加键
  if(digitalRead(KEY_UP) == LOW) {
    delay(20);
    if(digitalRead(KEY_UP) == LOW) {
      tempWarnThresh  += 1.0;
      tempAlarmThresh += 1.0;
      smokeWarnThresh += 20;
      smokeAlarmThresh+= 20;
      while(digitalRead(KEY_UP) == LOW);
    }
  }

  // 阈值减少（限制安全下限）
  if(digitalRead(KEY_DOWN) == LOW) {
    delay(20);
    if(digitalRead(KEY_DOWN) == LOW) {
      if(tempWarnThresh > 30)  tempWarnThresh -= 1.0;
      if(tempAlarmThresh > 45) tempAlarmThresh -= 1.0;
      if(smokeWarnThresh > 100)  smokeWarnThresh -= 20;
      if(smokeAlarmThresh > 200) smokeAlarmThresh -= 20;
      while(digitalRead(KEY_DOWN) == LOW);
    }
  }

  // 解除报警静音
  if(digitalRead(KEY_MUTE) == LOW) {
    delay(20);
    if(digitalRead(KEY_MUTE) == LOW) {
      muteFlag = true;
      digitalWrite(BEEP_PIN, LOW);
      while(digitalRead(KEY_MUTE) == LOW);
    }
  }

  // 手动火灾测试按键，模拟高温高烟雾
  if(digitalRead(KEY_TEST) == LOW) {
    delay(20);
    if(digitalRead(KEY_TEST) == LOW) {
      curTemp = 60.0;
      curSmoke = 600;
      muteFlag = false;
      while(digitalRead(KEY_TEST) == LOW);
    }
  }
}

// 报警逻辑判断：仅温度、烟雾两级阈值
void judgeAlarm() {
  alarmFlag = false;
  // 任意一项达到报警阈值，触发强报警
  if(curTemp >= tempAlarmThresh || curSmoke >= smokeAlarmThresh) {
    alarmFlag = true;
    muteFlag  = false; // 严重火灾自动取消静音
  }
  // 环境正常清除静音标记
  else {
    muteFlag = false;
  }
}

// 声光报警动作：红灯闪烁+蜂鸣器
void alarmAction() {
  unsigned long now = millis();
  if(alarmFlag) {
    // LED间隔闪烁
    if(now - lastFlashTime > flashInterval) {
      digitalWrite(RED_LED_PIN, !digitalRead(RED_LED_PIN));
      lastFlashTime = now;
    }
    // 静音状态关闭蜂鸣
    if(!muteFlag) {
      digitalWrite(BEEP_PIN, HIGH);
    } else {
      digitalWrite(BEEP_PIN, LOW);
    }
  } else {
    // 无报警，全部关闭
    digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
    digitalWrite(BEEP_PIN, LOW);
  }
}

// LCD1602显示：温度、烟雾、预警/报警状态
void lcdDisplay() {
  lcd.clear();
  // 第一行：温度 + 烟雾数值
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("T:");
  lcd.print(curTemp, 1);
  lcd.print("C S:");
  lcd.print(curSmoke);

  // 第二行：系统状态文字
  lcd.setCursor(0, 1);
  if(alarmFlag) {
    if(muteFlag)
      lcd.print("ALARM MUTED");
    else
      lcd.print("FIRE WARNING!");
  } else if(curTemp >= tempWarnThresh || curSmoke >= smokeWarnThresh) {
    lcd.print("PRE-WARNING");
  } else {
    lcd.print("SAFE NORMAL");
  }
}