"""
基于ESP32的智能温控保护装置
功能：温度检测 → LED分级指示 → OLED显示 → 超阈值报警 + 伺服马达断电
"""

from machine import Pin, I2C, PWM
import ssd1306
import dht
import time

# ==================== 引脚配置 ====================
# 可根据Wokwi中的实际连线修改引脚编号
DHT_PIN = 15          # DHT22传感器
LED_GREEN = 13        # 绿色LED
LED_YELLOW = 12       # 黄色LED
LED_RED = 14          # 红色LED
BUZZER_PIN = 27       # 蜂鸣器
SERVO_PIN = 23        # 伺服马达
OLED_SCL = 22         # OLED I2C时钟
OLED_SDA = 21         # OLED I2C数据

# ==================== 阈值设置 ====================
TEMP_WARN = 28        # 预警阈值（℃），超过则亮黄灯
TEMP_DANGER = 32      # 危险阈值（℃），超过则报警+断电
TEMP_RESET = 30       # 复位阈值（℃），低于此值解除危险状态（滞回控制）

SAMPLE_INTERVAL = 2   # 采样间隔（秒）
CONFIRM_COUNT = 3     # 连续超标次数才触发动作（防误判）

# ==================== 硬件初始化 ====================
# 1. 温度传感器
dht_sensor = dht.DHT22(Pin(DHT_PIN))

# 2. LED（三色）
led_green = Pin(LED_GREEN, Pin.OUT)
led_yellow = Pin(LED_YELLOW, Pin.OUT)
led_red = Pin(LED_RED, Pin.OUT)

# 3. 蜂鸣器（PWM）
buzzer = PWM(Pin(BUZZER_PIN), freq=1000, duty=0)

# 4. 伺服马达（PWM，50Hz标准频率）
servo = PWM(Pin(SERVO_PIN), freq=50)
# 伺服角度映射：0°对应duty≈26，180°对应duty≈130（Wokwi实测值）
SERVO_MIN = 26    # 0°
SERVO_MAX = 130   # 180°
servo.duty(SERVO_MIN)  # 初始位置：0°（闭合状态）

# 5. OLED屏幕（I2C）
# 新的（兼容 Wokwi）
i2c = I2C(0, scl=Pin(OLED_SCL), sda=Pin(OLED_SDA), freq=400000)
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)  # 新驱动专属的 I2C 子类
# ==================== 辅助函数 ====================
def set_led(state):
    """根据状态设置LED颜色：'safe'/'warn'/'danger'"""
    led_green.value(0)
    led_yellow.value(0)
    led_red.value(0)
    if state == 'safe':
        led_green.value(1)
    elif state == 'warn':
        led_yellow.value(1)
    elif state == 'danger':
        led_red.value(1)

def servo_angle(angle):
    """将角度（0-180）转换为PWM duty值"""
    angle = max(0, min(180, angle))
    duty = int(SERVO_MIN + (SERVO_MAX - SERVO_MIN) * angle / 180)
    servo.duty(duty)

def alarm_on():
    """开启蜂鸣器警报"""
    buzzer.duty(512)  # 50%占空比

def alarm_off():
    """关闭蜂鸣器"""
    buzzer.duty(0)

def read_temperature():
    """读取温度，返回温度值或None（读取失败时）"""
    try:
        dht_sensor.measure()
        return dht_sensor.temperature()
    except:
        return None

def update_display(temp, status, is_alarm):
    """更新OLED显示内容"""
    oled.fill(0)
    oled.text("Temp Monitor", 0, 0)
    if temp is not None:
        oled.text("Temp: {:.1f}C".format(temp), 0, 16)
    else:
        oled.text("Temp: -- C", 0, 16)
    
    # 状态显示
    status_text = {
        'safe': 'Status: SAFE',
        'warn': 'Status: WARN',
        'danger': 'Status: DANGER'
    }.get(status, 'Status: UNKNOWN')
    oled.text(status_text, 0, 32)
    
    # 警报状态
    oled.text("Alarm: {}".format("ON " if is_alarm else "OFF"), 0, 48)
    oled.show()

# ==================== 主程序 ====================
def main():
    # 状态变量
    danger_count = 0          # 连续危险计数
    is_cutoff = False         # 是否已切断电源
    is_alarm = False          # 是否正在报警
    status = 'safe'           # 当前状态
    
    print("=== 智能温控保护装置启动 ===")
    print("预警阈值: {}℃ | 危险阈值: {}℃ | 复位阈值: {}℃".format(
        TEMP_WARN, TEMP_DANGER, TEMP_RESET))
    
    while True:
        # 1. 读取温度
        temp = read_temperature()
        
        if temp is None:
            print("传感器读取失败，等待重试...")
            time.sleep(SAMPLE_INTERVAL)
            continue
        
        # 2. 温度分级判断（含滞回逻辑）
        if is_cutoff:
            # 已切断状态下，需降至复位阈值以下才恢复
            if temp < TEMP_RESET:
                status = 'safe'
                danger_count = 0
                is_cutoff = False
                is_alarm = False
                alarm_off()
                servo_angle(0)  # 复位到0°（闭合）
                print("温度已回落至{}℃，解除危险状态".format(temp))
            else:
                status = 'danger'
        else:
            # 正常监测状态
            if temp >= TEMP_DANGER:
                danger_count += 1
                if danger_count >= CONFIRM_COUNT:
                    # 连续超标，触发危险
                    status = 'danger'
                    is_cutoff = True
                    is_alarm = True
                    alarm_on()
                    servo_angle(90)  # 旋转90°模拟切断电源
                    print("!!! 危险！温度{}℃ 超过阈值，已切断电源 !!!".format(temp))
                else:
                    status = 'warn'
            elif temp >= TEMP_WARN:
                danger_count = 0
                status = 'warn'
            else:
                danger_count = 0
                status = 'safe'
                if is_alarm:
                    is_alarm = False
                    alarm_off()
        
        # 3. 更新LED
        set_led(status)
        
        # 4. 更新OLED显示
        update_display(temp, status, is_alarm)
        
        # 5. 串口输出（便于调试和数据记录）
        print("Temp: {:.1f}℃ | Status: {} | Cutoff: {} | Count: {}".format(
            temp, status, is_cutoff, danger_count))
        
        # 6. 等待下一个采样周期
        time.sleep(SAMPLE_INTERVAL)

# ==================== 程序入口 ====================
if __name__ == "__main__":
    main()