from machine import I2C, Pin, PWM #مكتبة (machine) عشان اعرف ال (Pin )وال (I2C)
import time #عشان اتحكم في الوقت والتاخير
import math #عشان احسب الجذر التربيعي لمحصلة التسارع

# هحدد ارقام ال Pins.......
# بنستخدم Pin(0, Pin.OUT) عشان نحدد رقم الطرف ونوعه (مخرج)
# وما ينفعش نكتب الرقم مباشرة (زي: buzzer = 0)؛ 
# لأن الميكروكنترولر محتاج يفهم إن ده طرف هاردوير حقيقي هنبعت له كهرباء (Value)، 
# مش مجرد رقم حسابي عادي، ولو كتبناه رقم بس الكود هيدي إيرور ومش هيشغل الجهاز.
buzzer = Pin(0, Pin.OUT)
buzzer = PWM(Pin(0))
BUZZER_FREQ = 500
buzzer.freq(BUZZER_FREQ)
buzzer.duty_u16(0)

red_led = Pin(1, Pin.OUT)  
green_led = Pin(2, Pin.OUT)  
reset_btn = Pin(3, Pin.IN, Pin.PULL_UP)  # زرار إعادة التشغيل (Reset) متوصل على الطرف 3، وده طرف دخل (Input) مع مقاومة سحب لأعلى (Pull-Up)

#اعداد ال I2C للشاشة والحساس
i2c = I2C(1, sda=Pin(26), scl=Pin(27), freq=100000) #تحديد رقم ال I2C و ارقام ال Pins و سرعة النقل

# تحديدالمعايير وقيم الوقت
IMPACT_THRESHOLD = 2  # حد التسارع للتحقق اذا كان الجسم تعرض لاصطدام او لأ
LOW_MOVEMENT_MIN = 0.5 #الحد الادنى للسكون بعد الاصطدام
LOW_MOVEMENT_MAX = 1.6 #الحد الاقصى للسكون بعد الاصطدام
TIME_WINDOW_SEC = 4 #المدة المسموح فيها التأكيد من السكون بعد الاصطدام
LOW_MOVEMENT_DURATION = 1 #مدة السكون المطلوبة لتأكيد السقوط

# إعداد الحساس (MPU6050) والشاشة (LCD)
MPU_ADDR = 0x68  # العنوان الخاص بحساس التسارع

# تشغيل الحساس بإلغاء وضع النوم (Sleep Mode) مع استخدام try/except لمنع إيقاف الكود لو الحساس غير متصل
try:
  i2c.writeto_mem(MPU_ADDR, 0x6B, b'\x00')
except:
  pass


# دالة رياضية لحساب التسارع الكلي (G-Force) من محور X, Y, Z باستخدام فيثاغورس
def get_accel():
  try:
    data = i2c.readfrom_mem(MPU_ADDR, 0x3B, 6)
    x = (int.from_bytes(data[0:2], 'big', True)) / 16384.0
    y = (int.from_bytes(data[2:4], 'big', True)) / 16384.0
    z = (int.from_bytes(data[4:6], 'big', True)) / 16384.0
    return math.sqrt(x**2 + y**2 + z**2)
  except:
    return 1.0  # قيمة افتراضية لو حدث خطأ في القراءة


# كلاس مبسط للتحكم بشاشة الـ LCD عبر الـ I2C
class SimpleLCD:

  def __init__(self, i2c):
    self.i2c = i2c
    time.sleep_ms(50)   # انتظار 20 مللي ثانية قبل ارسال اي بيانات او اوامر من الراسبيري باي الى الشاشة
    # أوامر التهيئة القياسية لتشغيل الشاشة
    for cmd in [0x33, 0x32, 0x28, 0x0C, 0x06, 0x01]:
      self.send(cmd, 0)
      time.sleep_ms(5)  # انتظار 5 ميلي ثانية بين إرسال الأوامر للشاشة لضمان معالجتها بشكل صحيح

  def send(self, val, mode):
    # دالة داخلية لتقسيم البيانات وإرسالها عبر بروتوكول الـ I2C للشاشة
    high = mode | (val & 0xF0) | 0x08
    low = mode | ((val << 4) & 0xF0) | 0x08
    for n in [high, low]:
      try:
        self.i2c.writeto(0x27, bytes([n, n | 0x04, n & ~0x04]))
      except:
        pass

  def print(self, line1, line2=""):
    # دالة مسح الشاشة وطباعة السطرين الأول والثاني
    self.send(0x01, 0)  # مسح الشاشة
    time.sleep_ms(2)    #انتظار قصير جداً (2 ميلي ثانية) بعد إرسال أمر مسح الشاشة 
    self.send(0x80, 0)  # الانتقال للسطر الأول
    for c in line1:
      self.send(ord(c), 1)
    if line2:
      self.send(0xC0, 0)  # الانتقال للسطر الثاني
      for c in line2:
        self.send(ord(c), 1)


# إنشاء كائن الشاشة الفعلي
lcd = SimpleLCD(i2c)



# متغيرات النظام وحالة البدء (State Machine Setup)

state = "MONITORING"  # الحالة الابتدائية للنظام (مراقبة عادية)
start_time = 0  # متغير لتسجيل وقت حدوث الاصطدام

# ضبط الإضاءة والأصوات والـ LCD على الوضع الطبيعي عند بداية التشغيل
green_led.value(1)
red_led.value(0)  
buzzer.duty_u16(0)
lcd.print("Status:", "Monitoring...")




# 4. الحلقة الرئيسية 

while True:
  g = get_accel()  # قراءة قيمة التسارع الحالية
  now = time.ticks_ms()  # الحصول على الوقت الحالي بالملي ثانية

  # --- الحالة الأولى: المراقبة الطبيعية ---
  if state == "MONITORING":
    if g > 2.0:  # لو حدثت صدمة قوية تتجاوز 2G
      state = "CHECKING"  # الانتقال لحالة التحقق
      start_time = now
      lcd.print("Possible Impact", "Checking...")

  # --- الحالة الثانية: التحقق من السكون بعد الصدمة (لتجنب الإنذارات الخاطئة) ---
  elif state == "CHECKING":
    if 0.5 <= g <= 1.6:  # لو الجسم في نطاق السكون
      # لو استمر السكون لأكثر من 1 ثانية، إذن هو سقوط حقيقي!
      if time.ticks_diff(now, start_time) > 1000:
        state = "FALL"
        green_led.value(0)  # إطفاء الأخضر
        red_led.value(1)  # إضاءة الأحمر
        buzzer.duty_u16(30000)  # تشغيل التنبيه الصوتي
        lcd.print("ALERT!", "FALL DETECTED!")
    elif (
        time.ticks_diff(now, start_time) > 4000
    ):  # لو مرت 4 ثواني والجسم تحرك -> إنذار كاذب
      state = "MONITORING"
      lcd.print("Status:", "Monitoring...")

  # --- الحالة الثالثة: إنذار السقوط وثباته حتى يتم الضغط على زر الـ Reset ---
  elif state == "FALL":
    if reset_btn.value() == 0:  # لو تم الضغط على زرار الـ Reset
      state = "MONITORING"  # الرجوع للوضع الطبيعي
      green_led.value(1)
      red_led.value(0)
      buzzer.duty_u16(0)
      lcd.print("Status:", "Monitoring...")
      time.sleep_ms(500)  # تأخير لمنع التكرار السريع للزرار (Debounce)

  time.sleep_ms(50)  # معدل تحديث وقراءة للحساس (20 مرة في الثانية)
 # انتظار 50 ميلي ثانية في كل دورة من الحلقات التكرارية لتخفيف الضغط على المعالج  وتوفير الطاقة.