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#pragma O3

#include "mbed.h"
#include "SDFileSystem.h"

//発射検知でLED1の点灯、頂点通過検知でLED2の点灯、パラシュート展開でLED3の点灯、水密構造のLED4の点灯

#define launch_pressure_threshold 990//発射したとみなす気圧（おおよそ地上気圧-80.4hpa)
#define launch_acc_threshold 5//発射時の加速度(G)
#define acc_axis 1//上方向の軸を決定x;0,y;1,z;2 
#define pre_sd 0.00037//気圧センサの測定誤差(事前に測定して計算)
#define size_dif 3//気圧の変位を保存する数
#define time_limit_launch_and_fall_ms 20000//発射から頂点に至るまでの予測時間(msec)
#define fall_detect_lock 2000//加速度で発射検知したときに頂点検知にロックをかける時間(msec)

DigitalOut myled1(LED1);
DigitalOut myled2(LED2);
DigitalOut myled3(LED3);
DigitalOut myled4(LED4);
Timer t;

AnalogIn analog_rand(p20);//電圧読み取り用のピン

double pres_dif[]= {0}; //気圧の変化をsize_difの数だけ保存
uint32_t launch_detect_time=0;//発射検知の時間
uint32_t fall_detect_time=0;//頂点検知の時間

SDFileSystem sd(p5, p6, p7, p8, "sd");//SDカードのオブジェクト作成

class Rocket_Data_Get_And_Save//ロケットの測定データを管理するクラス
{
private:
    uint32_t time_ms_now;
    
public:
    double acc[3];//x,y,z
    double gyro[3];
    double mag[3];
    double latitude,longitude;
    double pres,temp;
    uint32_t eeprom_add;
    double val;
    unsigned int seed;
    char filename[100];
    int result_num;

    Rocket_Data_Get_And_Save() {//初期化子
        for(uint32_t j=0; j<3; j++) {
            acc[j]=gyro[j]=mag[j]=0;
            pres=temp=0;
        }
        eeprom_add=0;
        time_ms_now=0;
        latitude=0;
        longitude=0;
        
        /*analogpinの入力電圧を用いてrandomなfile作成*/
        val = analog_rand.read();//p20の電圧読み取り
        seed = val * 10000;
        do { seed %= 1000; } while (seed > 1000);//0~999のunsigned_int型に変換
        srand(seed);
        result_num = rand();
        sprintf(filename, "result_%d.dat", result_num);
        mkdir("/sd/mydir", 0777);
    }


    void save_data() { //sdカードへのデータの保存
        
    /*
    データのセーブについて
    データを上書きされないように乱数を使って
    データ名を毎回変更する
    クラスの初期化子でファイル名を決めてしまうといいかも
    乱数のseedは起動するたびに変更する必要があるので
    何もつながっていないanalogpinの入力電圧とか使うといいかも
    乱数の幅は0~999までとかに制限すること
    データはresult_(乱数).datに保存すること
    データの書式は
    "time,temperature,pressure,acc_x,acc_y,acc_z,gyro_x,gyro_y,gyro_z,..."
    という書式にすること
    下手に単位とかデータの名前をいれるとデータ分析で時間がかかるので、数値を","で区切るだけにすること
    */
       
    /*SDカードに書き込み*/
    
    FILE *fp = fopen("/sd/mydir/filename", "w");
    if (fp == NULL)error("Could not open SD Card for write\n");
    fprintf(fp, "%f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f\n", time, temp, pres, acc[0], acc[1], acc[2], gyro[0], gyro[1], gyro[2], latitude, longitude);
    fclose(fp);
    
    }
    
    void get_data() {
        time_ms_now=t.read_ms();//取得時の時間を保存

        save_data();//データの保存
    }

    void write_data2eeprom() {//eepromへの書き込み
        //1文字書き込むごとにwait_ms(1)が必要


    }

    void get_GPS() {//GPSデータの取得


    }

    void send_GPS() {//GPSデータの送信


    }

};

Rocket_Data_Get_And_Save rocket_data;

uint32_t pressure_status_check()
{
    //気圧が上昇なら2,減少なら1,変化していないなら0を返す
    //つまり、機体が上昇なら1、下降なら2を返す
    uint32_t pressure_status[size_dif]= {0};
    //pres_dif[]は気圧の変動を保存
    for(uint32_t num=0; num<size_dif; num++) {
        if(pres_dif[num]>3*pre_sd) {//pre_sdは気圧センサの測定誤差
            pressure_status[num]=2;
        } else if(pres_dif[num]<-3*pre_sd) {
            pressure_status[num]=1;
        } else {
            pressure_status[num]=0;
        }
    }
    uint32_t msg=0;
    for(uint32_t num=2; num<size_dif; num++) {
        if(pressure_status[num]==1&&pressure_status[num-1]==1&&pressure_status[num-2]==1) {//3回連続気圧減少なら、機体が上昇中
            msg=1;
            break;
        } else if(pressure_status[num]==2&&pressure_status[num-1]==2&&pressure_status[num-2]==2) {//3回連続気圧上昇なら、機体が下降中
            msg=2;
            break;
        } else { //それ以外は安定状態判定
            continue;
        }

    }

    return msg;

}

void SD_check() //SDカードの確認
{
    /*
    起動時に４つのLEDを一旦全部点灯
    SDカードの接続とかセンサーがつながっていることが確認されたら、LEDをすべて消灯
    確認終了後break
    */


    myled1=myled2=myled3=myled4=1;
    wait_ms(1000);
    myled1=myled2=myled3=myled4=0;
}

uint32_t Launch_detect() //発射検知
{
    /*
    加速度センサーで検知するタイプと気圧センサで検知するタイプの二つを用意

    加速度検知した場合は検知後、数秒間は頂点検知にロックをかける。
    検知したらbreak
    検知したらLED1を点灯
    加速度センサで検知したら1,気圧センサで検知したら0を返す
    */

//センサの初期データを取得
    double pre_pres=0;
    rocket_data.get_data();
    for(uint32_t j=0; j<size_dif; j++) {
        pre_pres=rocket_data.pres;
        rocket_data.get_data();
        pres_dif[j]=rocket_data.pres-pre_pres;
    }


    uint32_t msg;
    uint32_t cycle=0;
    rocket_data.get_data();
    pre_pres=rocket_data.pres;
    while(true) {
        rocket_data.get_data();
        pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;//差分を計算
//加速度で検知
        if(fabs(rocket_data.acc[acc_axis])>launch_acc_threshold) {
            launch_detect_time=t.read_ms();
            msg=1;
            break;
//気圧で検知
        } else if(rocket_data.pres<=launch_pressure_threshold) {//基準気圧を下回ったら発射を検知
            launch_detect_time=t.read_ms();
            msg=0;
            break;
        }
        cycle++;
        pre_pres=rocket_data.pres;//更新
    }
    myled1=1;
    return msg;
}

void fall_detect(uint32_t launch_detect_msg) //頂点検知
{
    /*
    加速度センサで発射検知された場合には、頂点検知ができなかったときのために時間の制限をかける。
    加速度検知のときは頂点検知に2,3秒ロックをかける
    気圧センサで発射検知された場合には、時間の制限はかけない。
    検知したらbreak
    検知したらLED2を点灯
    */
    double pre_pres=0;
    uint32_t cycle=0;
//加速度検知で発射検知したとき
    if(launch_detect_msg==1) {
        rocket_data.get_data();
        pre_pres=rocket_data.pres;
        while(true) {
            rocket_data.get_data();
            pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;
            //頂点検知にロックをかける
            if((t.read_ms()-launch_detect_time)>fall_detect_lock) {
                //気圧変動の判定を取得
                if(pressure_status_check()==2) {
                    fall_detect_time=t.read_ms();
                    break;
                    //やばいときのための時間制限
                } else if((t.read_ms()-launch_detect_time)>time_limit_launch_and_fall_ms) {
                    fall_detect_time=t.read_ms();
                    break;
                }
            }
            cycle++;
            pre_pres=rocket_data.pres;
        }
//気圧で発射検知したとき
    } else {
        rocket_data.get_data();
        pre_pres=rocket_data.pres;
        while(true) {
            rocket_data.get_data();
            pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;
            if(pressure_status_check()==2) {
                fall_detect_time=t.read_ms();
                break;
            }
            cycle++;
            pre_pres=rocket_data.pres;
        }
    }

    myled2=1;
}



void para_open() //パラシュート展開
{
    /*
    fall_detectを抜けたら、パラシュート展開
    展開高度の制限が必要になったら、waitを挟む
    展開命令後LED3点灯
    */
    wait_ms(1000);
    myled3=1;
}

void bottle_close() //水密構造稼働
{
    /*
    パラシュート展開完了後、水密構造を起動
    水密構造稼働ごLED4点灯
    */
    wait_ms(1000);
    myled4=1;
}

int main()
{
    t.start();
    SD_check();
    uint32_t msg=Launch_detect();
    fall_detect(msg);
    para_open();
    bottle_close();


}