/*
 * Arduino MKR WiFi 1010 날씨 정보 수집 및 표시 시스템
 * 
 * 이 코드는 OpenWeatherMap API에서 날씨 정보를 가져오고,
 * 로컬 센서에서 온습도 및 기압 데이터를 수집하여
 * OLED 디스플레이에 표시합니다.
 */

#include <SPI.h>
#include <WiFiNINA.h>
#include <ArduinoHttpClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DHT.h>
#include <Adafruit_BMP280.h>
#include <TimeLib.h>

// 디스플레이 설정
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET    -1
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// 센서 설정
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
Adafruit_BMP280 bmp;

// WiFi 설정
const char ssid[] = "your_wifi_ssid";
const char pass[] = "your_wifi_password";
int status = WL_IDLE_STATUS;

// API 설정
const char server[] = "api.openweathermap.org";
const String apiKey = "your_api_key_here";
const String city = "Seoul";
const String country = "kr";
WiFiClient wifi;
HttpClient client = HttpClient(wifi, server, 80);

// 시간 간격 설정
const long DATA_UPDATE_INTERVAL = 300000; // 5분마다 데이터 업데이트
const long SCREEN_CHANGE_INTERVAL = 5000; // 5초마다 화면 전환
unsigned long lastDataUpdate = 0;
unsigned long lastScreenChange = 0;
int currentScreen = 0;
const int SCREEN_COUNT = 3;

// 날씨 데이터 구조체
struct WeatherData {
  float temperature;
  float humidity;
  float pressure;
  float windSpeed;
  String weatherMain;
  String weatherDescription;
  String cityName;
  long sunrise;
  long sunset;
  String lastUpdate;
};

// 로컬 센서 데이터 구조체
struct LocalSensorData {
  float temperature;
  float humidity;
  float pressure;
  float altitude;
};

// 데이터 저장 변수
WeatherData currentWeather;
LocalSensorData localData;

void setup() {
  // 시리얼 초기화
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial && millis() < 5000);
  Serial.println("Arduino MKR WiFi 1010 날씨 정보 시스템 시작");
  
  // 디스플레이 초기화
  setupDisplay();
  
  // WiFi 연결
  connectWiFi();
  
  // 센서 초기화
  setupSensors();
  
  // 초기 데이터 수집
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    getWeatherData();
  }
  readLocalSensors();
  
  lastDataUpdate = millis();
}

void loop() {
  // 주기적으로 데이터 업데이트
  if (millis() - lastDataUpdate >= DATA_UPDATE_INTERVAL) {
    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
      getWeatherData();
    }
    readLocalSensors();
    lastDataUpdate = millis();
  }
  
  // 디스플레이 업데이트
  updateDisplay();
  
  delay(100); // CPU 부하 감소
}

// WiFi 연결 함수
void connectWiFi() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("WiFi 연결 중...");
  display.display();
  
  Serial.print("WiFi에 연결 중... ");
  status = WiFi.begin(ssid, pass);
  
  int attempts = 0;
  while (status != WL_CONNECTED && attempts < 10) {
    Serial.print(".");
    display.print(".");
    display.display();
    delay(1000);
    status = WiFi.status();
    attempts++;
  }
  
  if (status == WL_CONNECTED) {
    Serial.println();
    Serial.println("WiFi에 연결되었습니다!");
    Serial.print("IP 주소: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
    
    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.println("WiFi 연결 성공!");
    display.println(WiFi.localIP());
    display.display();
    delay(2000);
  } else {
    Serial.println();
    Serial.println("WiFi 연결 실패");
    
    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.println("WiFi 연결 실패");
    display.println("오프라인 모드로 진행");
    display.display();
    delay(2000);
  }
}

// 디스플레이 초기화 함수
void setupDisplay() {
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 할당 실패"));
    for(;;);
  }
  
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("날씨 정보 시스템");
  display.println("초기화 중...");
  display.display();
  delay(2000);
}

// 센서 초기화 함수
void setupSensors() {
  dht.begin();
  
  if (!bmp.begin(0x76)) {
    Serial.println("BMP280 센서를 찾을 수 없습니다!");
    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0, 0);
    display.println("BMP280 센서 오류");
    display.display();
    delay(2000);
  } else {
    bmp.setSampling(Adafruit_BMP280::MODE_NORMAL,
                    Adafruit_BMP280::SAMPLING_X2,
                    Adafruit_BMP280::SAMPLING_X16,
                    Adafruit_BMP280::FILTER_X16,
                    Adafruit_BMP280::STANDBY_MS_500);
  }
}

// 날씨 데이터 가져오기 함수
void getWeatherData() {
  Serial.println("날씨 데이터 요청 중...");
  
  // API 요청 URL 구성
  String path = "/data/2.5/weather?q=" + city + "," + country + "&units=metric&appid=" + apiKey;
  
  // HTTP GET 요청 보내기
  client.get(path);
  
  // 응답 상태 코드 확인
  int statusCode = client.responseStatusCode();
  Serial.print("상태 코드: ");
  Serial.println(statusCode);
  
  // 응답이 성공적이면 데이터 처리
  if (statusCode == 200) {
    String response = client.responseBody();
    parseWeatherData(response);
    
    // 현재 시간을 마지막 업데이트 시간으로 저장
    char timeStr[9];
    sprintf(timeStr, "%02d:%02d:%02d", hour(), minute(), second());
    currentWeather.lastUpdate = String(timeStr);
  }
  else {
    Serial.println("API 요청 실패");
  }
}

// JSON 응답 파싱 함수
void parseWeatherData(String json) {
  DynamicJsonDocument doc(1024);
  DeserializationError error = deserializeJson(doc, json);
  
  if (error) {
    Serial.print("JSON 파싱 실패: ");
    Serial.println(error.c_str());
    return;
  }
  
  currentWeather.temperature = doc["main"]["temp"];
  currentWeather.humidity = doc["main"]["humidity"];
  currentWeather.pressure = doc["main"]["pressure"];
  currentWeather.windSpeed = doc["wind"]["speed"];
  currentWeather.weatherMain = doc["weather"][0]["main"].as<String>();
  currentWeather.weatherDescription = doc["weather"][0]["description"].as<String>();
  currentWeather.cityName = doc["name"].as<String>();
  currentWeather.sunrise = doc["sys"]["sunrise"];
  currentWeather.sunset = doc["sys"]["sunset"];
  
  Serial.println("날씨 데이터 파싱 완료");
}

// 로컬 센서 데이터 읽기 함수
void readLocalSensors() {
  // DHT22 센서 읽기
  localData.humidity = dht.readHumidity();
  float tempDHT = dht.readTemperature();
  
  // BMP280 센서 읽기
  float tempBMP = bmp.readTemperature();
  localData.pressure = bmp.readPressure() / 100.0F;
  localData.altitude = bmp.readAltitude(1013.25);
  
  // 온도 데이터 유효성 검사 및 평균 계산
  if (isnan(tempDHT)) {
    localData.temperature = tempBMP;
  } 
  else if (isnan(tempBMP)) {
    localData.temperature = tempDHT;
  }
  else {
    localData.temperature = (tempDHT + tempBMP) / 2.0;
  }
  
  Serial.println("로컬 센서 데이터 읽기 완료");
}

// 디스플레이 업데이트 함수
void updateDisplay() {
  unsigned long currentTime = millis();
  
  // 화면 전환 시간이 되었는지 확인
  if (currentTime - lastScreenChange >= SCREEN_CHANGE_INTERVAL) {
    lastScreenChange = currentTime;
    currentScreen = (currentScreen + 1) % SCREEN_COUNT;
  }
  
  // 현재 화면에 따라 다른 정보 표시
  switch (currentScreen) {
    case 0:
      displayWeatherInfo();
      break;
    case 1:
      displayLocalSensorInfo();
      break;
    case 2:
      displayComparisonInfo();
      break;
  }
}

// 날씨 아이콘 표시 함수
void drawWeatherIcon(int x, int y, String weatherType) {
  if (weatherType == "Clear") {
    // 맑음 아이콘
    display.drawCircle(x + 6, y + 6, 5, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 6, y - 3, x + 6, y - 1, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 6, y + 13, x + 6, y + 15, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x - 3, y + 6, x - 1, y + 6, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 13, y + 6, x + 15, y + 6, SSD1306_WHITE);
  } 
  else if (weatherType == "Clouds") {
    // 구름 아이콘
    display.drawCircle(x + 6, y + 4, 3, SSD1306_WHITE);
    display.drawRoundRect(x + 2, y + 7, 10, 5, 2, SSD1306_WHITE);
  } 
  else if (weatherType == "Rain") {
    // 비 아이콘
    display.drawRoundRect(x + 2, y + 2, 10, 5, 2, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 4, y + 10, x + 3, y + 14, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 8, y + 10, x + 7, y + 14, SSD1306_WHITE);
  } 
  else if (weatherType == "Snow") {
    // 눈 아이콘
    display.drawRoundRect(x + 2, y + 2, 10, 5, 2, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 4, y + 10, x + 4, y + 14, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 8, y + 10, x + 8, y + 14, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 2, y + 12, x + 6, y + 12, SSD1306_WHITE);
    display.drawLine(x + 6, y + 12, x + 10, y + 12, SSD1306_WHITE);
  } 
  else {
    // 기본 아이콘
    display.drawRect(x + 2, y + 2, 10, 10, SSD1306_WHITE);
  }
}

// 날씨 정보 표시 함수
void displayWeatherInfo() {
  display.clearDisplay();
  
  // 도시 이름 표시
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print(currentWeather.cityName);
  
  // 날씨 아이콘 표시
  drawWeatherIcon(110, 0, currentWeather.weatherMain);
  
  // 온도 표시
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 16);
  display.print(currentWeather.temperature, 1);
  display.print(" C");
  
  // 날씨 설명
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 36);
  display.print(currentWeather.weatherDescription);
  
  // 습도 및 기압
  display.setCursor(0, 48);
  display.print("습도: ");
  display.print(currentWeather.humidity, 0);
  display.print("%  ");
  display.print(currentWeather.pressure, 0);
  display.print("hPa");
  
  // 마지막 업데이트 시간
  display.setCursor(0, 56);
  display.print("업데이트: ");
  display.print(currentWeather.lastUpdate);
  
  display.display();
}

// 로컬 센서 정보 표시 함수
void displayLocalSensorInfo() {
  display.clearDisplay();
  
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("실내 센서 데이터");
  
  display.setCursor(0, 16);
  display.print("온도: ");
  display.print(localData.temperature, 1);
  display.print(" C");
  
  display.setCursor(0, 28);
  display.print("습도: ");
  display.print(localData.humidity, 1);
  display.print(" %");
  
  display.setCursor(0, 40);
  display.print("기압: ");
  display.print(localData.pressure, 1);
  display.print(" hPa");
  
  display.setCursor(0, 52);
  display.print("고도: ");
  display.print(localData.altitude, 0);
  display.print(" m");
  
  display.display();
}

// 비교 정보 표시 함수
void displayComparisonInfo() {
  display.clearDisplay();
  
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("API vs 로컬 센서");
  
  display.setCursor(0, 16);
  display.print("온도 차이: ");
  float tempDiff = abs(currentWeather.temperature - localData.temperature);
  display.print(tempDiff, 1);
  display.print(" C");
  
  display.setCursor(0, 28);
  display.print("습도 차이: ");
  float humidityDiff = abs(currentWeather.humidity - localData.humidity);
  display.print(humidityDiff, 1);
  display.print(" %");
  
  display.setCursor(0, 40);
  display.print("기압 차이: ");
  float pressureDiff = abs(currentWeather.pressure - localData.pressure);
  display.print(pressureDiff, 1);
  display.print(" hPa");
  
  display.display();
}