#include <WiFi.h>
#include <Wire.h>
#include <LittleFS.h>
#include <Preferences.h>
#include <RTClib.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <SettingsESP.h>

// Автополив и фитолампа на ESP32: панель на GyverLibs/Settings.
//
// То же устройство, что в примере с веб-админкой: фитолампа 230 В по
// расписанию, два насоса 12 В со своими периодами полива, часы DS3231,
// датчик HTU21D, экран LCD 16x2 и ручка энкодера. Разница в том, как
// сделана страница: вместо своего HTML, JavaScript и пяти адресов —
// библиотека Settings (https://github.com/GyverLibs/Settings). Скетч
// только перечисляет в build(), что стоит на странице, а саму страницу,
// обмен с ней и обновления на лету библиотека берёт на себя.
// Откройте её кнопкой «Веб-интерфейс» над схемой.
//
// На странице: часы, климат, лампа и насосы с обратным отсчётом (раз в
// две секунды, через onUpdate), расписание лампы, у каждого насоса —
// секунды, период, «осталось дней», час и кнопки «Полить» и «Стоп»,
// часы DS3231 и журнал событий. В меню страницы — файлы LittleFS платы.
//
// Экран и ручка — как у остальных версий: верхняя строка — часы и
// климат, нижняя листается поворотом:
//
//   L 07:00-21:00 ON   фитолампа
//   1 100s 3d(2) 20h   насос P1: 100 с раз в 3 дня, осталось 2, в 20:00
//   2  60s 2d(1) 08h   насос P2
//   192.168.4.2        адрес страницы
//
// Нажатие — правка поля, долгое нажатие во время правки — отмена, на
// экране насоса — полить сейчас. Настройки хранятся в NVS (Preferences)
// и переживают выключение.

// --- сеть -------------------------------------------------------------

// Своя сеть. Не подключилась за 15 секунд — плата поднимает свою точку
// доступа «Greenhouse» (пароль ниже), и страница открывается по адресу
// 192.168.4.1. В модели сеть PinPort-GUEST есть всегда.
const char *SSID = "PinPort-GUEST", *PASSWORD = "";
const char *AP_SSID = "Greenhouse", *AP_PASSWORD = "greenhouse";
// Пароль на страницу. Пусто — без пароля. С паролем Settings сперва
// спрашивает его и без него ничего не показывает.
const char *ADMIN_PASSWORD = "";

// --- выводы -----------------------------------------------------------

const byte ENC_A = 18, ENC_B = 19, ENC_KEY = 5;  // энкодер S1, S2, KEY
const byte RELAY_LAMP = 25;                      // реле 1 — фитолампа
const byte RELAY_PUMP[] = { 26, 27 };            // реле 2 и 3 — насосы P1, P2
// Запасные реле модуля — выводы 32, 33 и 14. Третий насос — третий
// вывод здесь и третья строка в DEFAULT_PUMPS: экран, страница,
// настройки и полив подхватят его сами.
const byte PUMPS = sizeof(RELAY_PUMP);

// Модуль реле в модели включается высоким уровнем. Шестиканальные
// модули с оптронами часто включаются низким — поменяйте константу.
const byte RELAY_ON = HIGH;
const byte RELAY_OFF = RELAY_ON == HIGH ? LOW : HIGH;

const byte HTU21D = 0x40;

// --- настройки --------------------------------------------------------

struct Pump {
  uint16_t seconds;   // сколько секунд качать
  uint8_t period;     // раз в сколько дней
  uint8_t left;       // сколько дней осталось; 0 — сегодня
  uint8_t hour;       // в котором часу
};

struct Settings {
  uint8_t version;
  uint16_t lampOn, lampOff;   // минуты от полуночи
  Pump pump[PUMPS];
  uint32_t day;               // номер дня последнего пересчёта
};

// Нажатие на ручку. Объявлено выше всех функций: Arduino вставляет
// прототипы перед первой из них.
enum Press { NONE, SHORT, LONG };

const uint8_t VERSION = 1;    // поменяйте — и настройки заполнятся заново
const Pump DEFAULT_PUMPS[] = { { 100, 3, 2, 20 }, { 60, 2, 1, 8 } };

Settings cfg;
Preferences prefs;

void loadSettings() {
  prefs.begin("greenhouse", false);
  size_t got = prefs.getBytes("cfg", &cfg, sizeof cfg);
  prefs.end();
  if (got == sizeof cfg && cfg.version == VERSION) return;
  cfg.version = VERSION;
  cfg.lampOn = 7 * 60;
  cfg.lampOff = 21 * 60;
  for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) cfg.pump[i] = DEFAULT_PUMPS[i];
  cfg.day = 0;
  saveSettings();
}

void saveSettings() {
  prefs.begin("greenhouse", false);
  prefs.putBytes("cfg", &cfg, sizeof cfg);
  prefs.end();
}

// --- железо -----------------------------------------------------------

RTC_DS3231 rtc;
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

volatile int clicks = 0;
void IRAM_ATTR onEncoder() {
  if (digitalRead(ENC_B)) clicks++; else clicks--;
}

// HTU21D без библиотеки: команда «измерь», ожидание, три байта — старший,
// младший и CRC-8; два младших бита служебные.
bool htuRead(byte cmd, float &out) {
  Wire.beginTransmission(HTU21D);
  Wire.write(cmd);
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(55);
  if (Wire.requestFrom(HTU21D, (uint8_t)3) != 3) return false;
  byte msb = Wire.read(), lsb = Wire.read(), crc = Wire.read();
  byte c = 0;
  byte data[2] = { msb, lsb };
  for (byte i = 0; i < 2; i++) {
    c ^= data[i];
    for (byte k = 0; k < 8; k++) c = (c & 0x80) ? (c << 1) ^ 0x31 : c << 1;
  }
  if (c != crc) return false;
  uint16_t raw = ((uint16_t)msb << 8 | lsb) & 0xFFFC;
  out = cmd == 0xF3 ? -46.85 + 175.72 * raw / 65536.0 : -6.0 + 125.0 * raw / 65536.0;
  return true;
}

float temperature = NAN, humidity = NAN;

void readClimate() {
  float t, h;
  temperature = htuRead(0xF3, t) ? t : NAN;
  humidity = htuRead(0xF5, h) ? constrain(h, 0, 100) : NAN;
}

// --- журнал ----------------------------------------------------------

// Каждое событие — в монитор порта и в журнал на странице: виджет Log
// показывает буфер, onUpdate досылает новые строки.
sets::Logger journal(1500);

void note(const char *fmt, ...) {
  char line[64];
  va_list ap;
  va_start(ap, fmt);
  vsnprintf(line, sizeof line, fmt, ap);
  va_end(ap);
  Serial.println(line);
  DateTime now = rtc.now();
  journal.printf("%02d:%02d:%02d %s\n", now.hour(), now.minute(), now.second(), line);
}

// --- каналы -----------------------------------------------------------

bool lampLit = false;
bool running[PUMPS];
unsigned long startedAt[PUMPS];

bool lampShouldBeOn(uint16_t minute) {
  if (cfg.lampOn == cfg.lampOff) return false;
  if (cfg.lampOn < cfg.lampOff) return minute >= cfg.lampOn && minute < cfg.lampOff;
  return minute >= cfg.lampOn || minute < cfg.lampOff;    // через полночь
}

void startPump(byte i, const char *why) {
  running[i] = true;
  startedAt[i] = millis();
  note("P%u: полив %u с (%s)", i + 1, cfg.pump[i].seconds, why);
}

void stopPump(byte i) {
  running[i] = false;
  note("P%u: полив закончен", i + 1);
}

unsigned remaining(byte i) {
  if (!running[i]) return 0;
  unsigned long gone = (millis() - startedAt[i]) / 1000;
  return gone >= cfg.pump[i].seconds ? 0 : cfg.pump[i].seconds - gone;
}

// Смена суток: «осталось дней» уменьшается у каждого насоса. Номер дня
// хранится вместе с настройками — пропущенные сутки тоже засчитываются.
void newDay(uint32_t today) {
  if (cfg.day != 0 && today > cfg.day) {
    uint32_t passed = today - cfg.day;
    for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) {
      cfg.pump[i].left = cfg.pump[i].left > passed ? cfg.pump[i].left - passed : 0;
    }
  }
  cfg.day = today;
  saveSettings();
}

void control(const DateTime &now, bool editing) {
  uint32_t today = now.unixtime() / 86400UL;
  if (today != cfg.day) newDay(today);

  bool lamp = lampShouldBeOn(now.hour() * 60 + now.minute());
  if (lamp != lampLit) {
    lampLit = lamp;
    note(lamp ? "лампа включена" : "лампа выключена");
  }
  digitalWrite(RELAY_LAMP, lampLit ? RELAY_ON : RELAY_OFF);

  for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) {
    Pump &p = cfg.pump[i];
    // Полив сегодня и час настал. «Уже», а не «ровно»: прибор, включённый
    // в 20:30, польёт, а не пропустит день.
    if (!editing && !running[i] && p.left == 0 && now.hour() >= p.hour) {
      startPump(i, "по расписанию");
      p.left = p.period;
      saveSettings();
    }
    if (running[i] && millis() - startedAt[i] >= p.seconds * 1000UL) stopPump(i);
    digitalWrite(RELAY_PUMP[i], running[i] ? RELAY_ON : RELAY_OFF);
  }
}

// --- экран и ручка ----------------------------------------------------

const byte SCREENS = 1 + PUMPS + 1;   // лампа, насосы, адрес
byte screen = 0;
int8_t field = -1;                    // -1 — просмотр, иначе правимое поле
unsigned long touchedAt = 0;
String ipText = "нет сети";

byte fieldsOf(byte s) { return s == 0 ? 2 : s <= PUMPS ? 4 : 0; }

void adjust(int n) {
  if (screen == 0) {
    uint16_t &v = field == 0 ? cfg.lampOn : cfg.lampOff;
    v = (v + 1440 + n * 10) % 1440;
    return;
  }
  Pump &p = cfg.pump[screen - 1];
  switch (field) {
    case 0: p.seconds = constrain((int)p.seconds + n * 5, 5, 995); break;
    case 1: p.period = constrain(p.period + n, 1, 9);
            if (p.left > p.period) p.left = p.period; break;
    case 2: p.left = constrain(p.left + n, 0, p.period); break;
    case 3: p.hour = (p.hour + 24 + n) % 24; break;
  }
}

void fieldSpan(byte &at, byte &width) {
  static const byte LAMP[][2] = { { 2, 5 }, { 8, 5 } };
  static const byte PUMP[][2] = { { 2, 4 }, { 7, 2 }, { 9, 3 }, { 13, 3 } };
  const byte *f = screen == 0 ? LAMP[field] : PUMP[field];
  at = f[0]; width = f[1];
}

void drawTop(const DateTime &now) {
  char t[8] = "--.-", h[4] = "--";
  if (!isnan(temperature)) snprintf(t, sizeof t, "%4.1f", temperature);
  if (!isnan(humidity)) snprintf(h, sizeof h, "%d", min((int)(humidity + 0.5), 99));
  char line[24];
  snprintf(line, sizeof line, "%02d:%02d %5sC %2s%%", now.hour(), now.minute(), t, h);
  line[16] = 0;
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(line);
}

void drawBottom() {
  char line[24];
  if (screen == 0) {
    snprintf(line, sizeof line, "L %02u:%02u-%02u:%02u %s",
             cfg.lampOn / 60, cfg.lampOn % 60, cfg.lampOff / 60, cfg.lampOff % 60,
             lampLit ? "ON" : "--");
  } else if (screen <= PUMPS) {
    byte i = screen - 1;
    Pump &p = cfg.pump[i];
    unsigned s = running[i] ? remaining(i) : p.seconds;
    snprintf(line, sizeof line, "%u%c%3us %ud(%u) %02uh",
             i + 1, running[i] ? '>' : ' ', s, p.period, p.left, p.hour);
  } else {
    // Адрес страницы — латиницей и цифрами: кириллицы в экране нет.
    snprintf(line, sizeof line, "%s", WiFi.getMode() == WIFI_AP ? WiFi.softAPIP().toString().c_str()
             : WiFi.status() == WL_CONNECTED ? WiFi.localIP().toString().c_str() : "no network");
  }
  line[16] = 0;
  if (field >= 0 && (millis() - touchedAt) > 600 && (millis() / 300) % 3 == 0) {
    byte at, width;
    fieldSpan(at, width);
    for (byte k = 0; k < width; k++) line[at + k] = ' ';
  }
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(line);
  for (byte k = strlen(line); k < 16; k++) lcd.print(' ');
}

Press readKey() {
  static bool down = false, longFired = false;
  static unsigned long since = 0;
  bool now = digitalRead(ENC_KEY) == LOW;
  if (now && !down) { down = true; longFired = false; since = millis(); }
  if (now && down && !longFired && millis() - since >= 1000) { longFired = true; return LONG; }
  if (!now && down) {
    down = false;
    if (!longFired && millis() - since >= 30) return SHORT;
  }
  return NONE;
}

void handleInput() {
  noInterrupts();
  int n = clicks;
  clicks = 0;
  interrupts();

  if (n) {
    touchedAt = millis();
    if (field < 0) screen = (screen + SCREENS + (n > 0 ? 1 : -1)) % SCREENS;
    else adjust(n);
  }

  Press k = readKey();
  if (k != NONE) touchedAt = millis();
  if (k == SHORT && fieldsOf(screen)) {
    if (field < 0) field = 0;
    else if (++field >= fieldsOf(screen)) {
      field = -1;
      saveSettings();
      note("настройки сохранены");
    }
  } else if (k == LONG) {
    if (field >= 0) {
      field = -1;
      loadSettings();
      note("правка отменена");
    } else if (screen > 0 && screen <= PUMPS) {
      byte i = screen - 1;
      if (running[i]) stopPump(i); else startPump(i, "вручную");
    }
  }
  if (field >= 0 && millis() - touchedAt > 30000UL) {
    field = -1;
    saveSettings();
  }
}

// --- страница: GyverLibs/Settings -------------------------------------

SettingsESP sett("Автополив");

// Номера виджетов, которые обновляются на лету. Остальным номера
// раздаёт сама библиотека (вниз от UINT32_MAX), поэтому свои берём
// маленькие — не пересекутся.
enum : size_t { W_CLOCK = 1, W_CLIMATE, W_LAMP, W_JOURNAL, W_PUMP = 10 };

String pumpText(byte i) {
  Pump &p = cfg.pump[i];
  char s[48];
  if (running[i]) snprintf(s, sizeof s, "полив, ещё %u с", remaining(i));
  else if (p.left == 0) snprintf(s, sizeof s, "сегодня в %02u:00", p.hour);
  else snprintf(s, sizeof s, "через %u дн. в %02u:00", p.left, p.hour);
  return s;
}

String clockText() {
  DateTime now = rtc.now();
  char s[24];
  snprintf(s, sizeof s, "%02d.%02d.%04d %02d:%02d:%02d", now.day(), now.month(), now.year(),
           now.hour(), now.minute(), now.second());
  return s;
}

String climateText() {
  if (isnan(temperature) || isnan(humidity)) return "датчик молчит";
  return String(temperature, 1) + " °C, " + String(humidity, 0) + " %";
}

// Страница целиком. build() зовётся и чтобы нарисовать страницу, и
// чтобы применить действие с неё: тронутый виджет возвращает true и к
// этому моменту уже записал новое значение по указателю.
void build(sets::Builder &b) {
  bool changed = false;

  if (b.beginGroup("Сейчас")) {
    b.Label(W_CLOCK, "Часы", clockText());
    b.Label(W_CLIMATE, "Климат", climateText());
    b.LED(W_LAMP, "Фитолампа", lampLit);
    for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) b.Label(W_PUMP + i, String("Насос P") + (i + 1), pumpText(i));
    b.endGroup();
  }

  if (b.beginGroup("Фитолампа")) {
    // Time хранит секунды от полуночи, расписание — минуты.
    uint32_t on = cfg.lampOn * 60UL, off = cfg.lampOff * 60UL;
    if (b.Time("Включение", &on)) { cfg.lampOn = (on / 60) % 1440; changed = true; }
    if (b.Time("Выключение", &off)) { cfg.lampOff = (off / 60) % 1440; changed = true; }
    b.endGroup();
  }

  for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) {
    Pump &p = cfg.pump[i];
    if (b.beginGroup(String("Насос P") + (i + 1))) {
      if (b.Slider("Качать", 5, 995, 5, " с", &p.seconds)) changed = true;
      if (b.Spinner("Раз в, дней", 1, 9, 1, &p.period)) changed = true;
      if (b.Spinner("Осталось дней", 0, 9, 1, &p.left)) changed = true;
      if (b.Spinner("Час полива", 0, 23, 1, &p.hour)) changed = true;
      if (p.left > p.period) p.left = p.period;
      if (b.beginButtons()) {
        if (b.Button("Полить", sets::Colors::Aqua) && !running[i]) startPump(i, "со страницы");
        if (b.Button("Стоп", sets::Colors::Red) && running[i]) stopPump(i);
        b.endButtons();
      }
      b.endGroup();
    }
  }

  if (b.beginGroup("Часы DS3231")) {
    // DS3231 идёт по местному времени, а DateTime по умолчанию считает
    // значение всемирным и сдвигает на пояс браузера. Пояс 0 — показать
    // и принять как есть.
    uint32_t t = rtc.now().unixtime();
    if (b.DateTime("Дата и время", &t, 0)) {
      rtc.adjust(DateTime(t));
      note("время установлено (страница)");
    }
    b.endGroup();
  }

  b.Log(W_JOURNAL, journal, "Журнал");

  if (changed) {
    field = -1;               // правка с ручки, если шла, уступает странице
    saveSettings();
    note("настройки сохранены (страница)");
  }
}

// Раз в две секунды страница спрашивает, что поменялось.
void update(sets::Updater &u) {
  u.update(W_CLOCK, clockText());
  u.update(W_CLIMATE, climateText());
  u.update(W_LAMP, lampLit);
  for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) u.update(W_PUMP + i, pumpText(i));
  u.update(W_JOURNAL, journal);
}

void startNetwork() {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(SSID, PASSWORD);
  unsigned long t0 = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - t0 < 15000) delay(250);
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    ipText = WiFi.localIP().toString();
  } else {
    WiFi.mode(WIFI_AP);
    WiFi.softAP(AP_SSID, AP_PASSWORD);
    ipText = WiFi.softAPIP().toString();
    Serial.printf("сети %s нет — своя точка доступа %s\n", SSID, AP_SSID);
  }
  // Файлы в меню страницы — это LittleFS. На чистой флеш-памяти
  // begin(true) её размечает; LittleFS при этом пишет в порт, что
  // раздел испорчен, — при первом включении так и должно быть.
  if (!LittleFS.begin(true)) Serial.println("LittleFS не поднялась");
  if (*ADMIN_PASSWORD) sett.setPass(ADMIN_PASSWORD);
  sett.begin();
  sett.onBuild(build);
  sett.onUpdate(update);
  sett.setUpdatePeriod(2000);
  Serial.printf("автополив: http://%s/\n", ipText.c_str());
}

// --- монитор порта ----------------------------------------------------

void handleSerial() {
  static String buf;
  while (Serial.available()) {
    char c = Serial.read();
    if (c != '\n' && c != '\r') { if (buf.length() < 32) buf += c; continue; }
    if (!buf.length()) continue;
    DateTime now = rtc.now();
    int a, b, c2 = 0;
    if (sscanf(buf.c_str(), "time %d:%d:%d", &a, &b, &c2) >= 2) {
      rtc.adjust(DateTime(now.year(), now.month(), now.day(), a, b, c2));
      note("время установлено");
    } else if (sscanf(buf.c_str(), "date %d.%d.%d", &a, &b, &c2) == 3) {
      rtc.adjust(DateTime(c2, b, a, now.hour(), now.minute(), now.second()));
      note("дата установлена");
    } else if (buf == "status") {
      Serial.println(clockText() + ", " + climateText() + ", лампа " + (lampLit ? "горит" : "не горит"));
      for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) Serial.printf("P%u: %s\n", i + 1, pumpText(i).c_str());
    } else {
      Serial.println("команды: time ЧЧ:ММ[:СС], date ДД.ММ.ГГГГ, status");
    }
    buf = "";
  }
}

// --- setup и loop -----------------------------------------------------

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(RELAY_LAMP, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_LAMP, RELAY_OFF);
  for (byte i = 0; i < PUMPS; i++) {
    pinMode(RELAY_PUMP[i], OUTPUT);
    digitalWrite(RELAY_PUMP[i], RELAY_OFF);
  }
  pinMode(ENC_A, INPUT);
  pinMode(ENC_B, INPUT);
  pinMode(ENC_KEY, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(ENC_A, onEncoder, FALLING);

  Wire.begin(21, 22);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Greenhouse");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("WiFi...");
  Wire.beginTransmission(HTU21D);
  Wire.write(0xFE);
  Wire.endTransmission();
  delay(15);

  if (!rtc.begin()) Serial.println("DS3231 молчит: проверьте D21 и D22");
  if (rtc.lostPower()) rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

  loadSettings();
  readClimate();
  startNetwork();
}

void loop() {
  static unsigned long lastClimate = 0, lastDraw = 0;
  sett.tick();
  handleInput();
  handleSerial();

  DateTime now = rtc.now();
  control(now, field >= 0);

  if (millis() - lastClimate >= 5000) {
    lastClimate = millis();
    readClimate();
  }
  if (millis() - lastDraw >= 100) {
    lastDraw = millis();
    drawTop(now);
    drawBottom();
  }
  delay(2);
}