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/*

Câblage complet STM32L476RG :

- Port SPI carte SD :

MOSI        ->      PA_7
MISO        ->      PA_6
SCK         ->      PA_5
CS          ->      PB_6

- Sensor Head :

Alim en 3.3v

SCL         ->      PB_8
SDA         ->      PB_9
TX          ->      PC_12
RX          ->      PD_2
AlertRdy    ->      PA_11


- HC_06 :

Alim en 3.3v ou 5v

TX          ->      PC_10
RX          ->      PC_11

- STM32L476RG sur carte alim AQL :

Reférence drv8839 : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8839.pdf

Volet Fuite :
PWM     ->      PB_5        ->      1
FWD     ->      PB_4        ->      2
REV     ->      PB_10       ->      7

Volet Poumon :
PWM     ->      PB_13       ->      9
FWD     ->      PB_14       ->      10
REV     ->      PB_15       ->      15

*/

#include "mbed.h"
#include <string>
#include "Sensor_head_revB.h"
#include "HTU21D.h"
#include "PID.h"
#include "Faulhaber.h"

//Commandes  des servos
#define PWM_SERVO_POUMON PB_15
#define nSleep_SERVO_POUMON PC_6
#define FWD_SERVO_POUMON PB_14
#define REV_SERVO_POUMON PB_13
#define Channel_A_SERVO_POUMON PB_1
#define Channel_B_SERVO_POUMON PB_2
#define HOME_SERVO_POUMON 0

#define PWM_SERVO_FUITE PB_10
#define nSleep_SERVO_FUITE PC_5
#define FWD_SERVO_FUITE PB_4
#define REV_SERVO_FUITE PB_5
#define Channel_A_SERVO_FUITE PB_8
#define Channel_B_SERVO_FUITE PB_9
#define HOME_SERVO_FUITE 90

//Ecrit dans le moniteur série de la tablette à 115200 bds si sur 1, penser à mettre NEED_CONSOLE_OUTPUT à 0
#define NEED_ANDROID_OUTPUT 1

//Mode PID, STD à commenter / décommenter
#define STD_MODE
//#define PID_MODE

#ifdef STD_MODE
int MODE_FLAG = 0;
#endif

#ifdef PID_MODE
int MODE_FLAG = 2;
#endif

#if NEED_ANDROID_OUTPUT
#define ANDROID(...) { android.printf(__VA_ARGS__); }
#else
#define ANDROID(...)
#endif

//PinName pwm, PinName nSleep, PinName fwd, PinName rev, int brakeable, PinName channelA, PinName channelB, int pulsesPerRev, int Rapport, Encoding encoding = X2_ENCODING
Faulhaber Servo_Poumon("Servo_Poumon", PWM_SERVO_POUMON, nSleep_SERVO_POUMON, FWD_SERVO_POUMON, REV_SERVO_POUMON, 1, Channel_A_SERVO_POUMON, Channel_B_SERVO_POUMON, 16, 207, Faulhaber::X2_ENCODING);
//Faulhaber Servo_Poumon("Servo_Fuite", PWM_SERVO_FUITE, nSleep_SERVO_FUITE, FWD_SERVO_FUITE, REV_SERVO_FUITE, 1, Channel_A_SERVO_FUITE, Channel_B_SERVO_FUITE, 16, 207, Faulhaber::X2_ENCODING);

//Moniteur série, Serial 2
Serial serialMonit(USBTX,USBRX,115200);

//COM Série vers Android, Serial 3
Serial android(PC_10,PC_11,115200);

//Init de la lib ARNSRS;
SENSOR_HEAD_REV_B sensors;

//pour Param Cozir
const int sizeParam = 20;
char  param[sizeParam];
volatile int indexParam = 0;
bool newParamFlag = false;

//pour Commandes Android
const int sizeAndroid = 20;
char  Android[sizeAndroid];
volatile int indexAndroid = 0;
bool newAndroidFlag = false;
char to_android[100];

//Variables de stockage des infos capteurs
int co2 = 0;
float pression = 0;
float Temp1 = 0;
int ppO2 = 0;
int CellO2_1 = 0;
int CellO2_2 = 0;

//Variables et constantes OTU
float OTU = 0;
float COEF_OTU = 0.83;

//Mesure du temps d'éxecution du loop
Timer REAL_RATE;
float RATE = 0;
float RATE_TRUE = 0;
float Ref_Time = 1.0; //La durée de la boucle désirée...

//HTU21D sur l'I2C
HTU21D temphumid(PB_9, PB_8); //Temp humid sensor || SDA, SCL
float Temp2;
int Humid;

//Data LOG
char to_store[50];
time_t seconds;

//Thread d'intérogation des capteurs et de positionnement des volets
Thread thread_Sensors;
Thread thread_Volets;

//Contrôle des servos
float Consigne_poumon = 0;
float volet_poumon_Position = 0;
float Consigne_fuite = 0;
float volet_fuite_Position = 0;

#ifdef PID_MODE
//Paramètre du PID
float Kc = 40;
float Ti = 0;
float Td = 0;
float RATE_PID = Ref_Time;
float Commande_PID;
float consigne = 210;
float Max_Input = 1000;
float Min_Input = 80;
float Max_Output = 85;//Vérifier la valeur pour angle à laisser ouvert...
float Min_Output = 5;

//Init PID
PID control_Servo(Kc, Ti, Td, RATE_PID);
#endif

//Boolean du status de l'appareil, en mode SECU ou nominal
bool EN_MODE_SECU = false;

//Passage en mode SECU
void Mode_SECU()
{
#ifdef PID_MODE
    //Mise du PID en mode manuel (desactivation...)
    control_Servo.setMode(MANUAL_MODE);
#endif
    Consigne_poumon = HOME_SERVO_POUMON;
    Consigne_fuite = HOME_SERVO_FUITE;
    while(1) {
        wait_ms(300);
        if (Servo_Poumon.Pos_OK() == true) break;
        //if (Servo_Poumon.Pos_OK() == true && Servo_Fuite.Pos_OK() == true) break;
    }
    printf("-------------- Appareil en mode SECU ---------------\r\n");
    EN_MODE_SECU = true;

    int Pos = Servo_Poumon.getPulses();
    UTILS::Store_A_Val((float)Pos, "Servo_Poumon");
    printf("  position volet poumon sauvegardée = %d pulse(s)\r\n", Pos);
    //Pos = Servo_Fuite.getPulses();
    //UTILS::Store_A_Val((float)Pos, "Servo_Fuite");
    //printf("  position volet fuite sauvegardée = %d pulse(s)\r\n", Pos);
    thread_Volets.terminate();
}

//Sequence d'arrêt
void Stop_Sequence()
{
    Mode_SECU();
    printf("ARRET DE L'APPAREIL");
    wait(2);
    thread_Sensors.terminate();
    wait(2);
    deepsleep();
}

//Contrôle du status de l'appareil / des constantes
bool Check()
{
    if (ppO2 > 100)
        return true;//Situation OK
    else
        return false;//Situation dégradée
}

//Calcul des OTU
float Calcul_OTU()
{
    /*
    La formule suivante permet de calculer la quantité d' OTU accumulée
    OTU = T * (2* PpO2 -1)0,83
    avec :
    T = temps de plongée en minutes
    PpO2 = pression partielle d’ oxygène en bars
    */

    if (ppO2 > 500) {
        float val = (2 * (float)ppO2/1000 - 1);//je divise par 1000 car la PP est en mb...
        OTU += Ref_Time * pow(val, COEF_OTU);
    }
}

//Thread d'intérogation des capteurs, positions servo
void Get_Info_thread()
{
    while (true) {

        //CO2 sur Cozir
        co2 = sensors.requestCO2();
        //P / T sur MS5837
        pression = sensors.requestPress();
        Temp1 =  sensors.requestTemp();
        //PPO2 sur ADS1015
        ppO2 = sensors.requestPpO2();
        //Cell O2 en mV
        CellO2_1 = sensors.requestCellO2_1();
        CellO2_2 = sensors.requestCellO2_2();

        //HTU21D
        Temp2 = temphumid.sample_ctemp();
        Humid = temphumid.sample_humid();

        //Retour position des servos
        volet_poumon_Position = Servo_Poumon.Get_Position();

        if(!Check()) Mode_SECU();
    }
}

void GO_TO_thread()
{
    while (true) {
        //Servo_Poumon.Go_To_Prop(Consigne_poumon);
        //Servo_Poumon.Go_To_PID(Consigne_poumon);
        Servo_Poumon.Go_To(Consigne_poumon);
        //Servo_Fuite.Go_To_Prop(Consigne_fuite);
        //Servo_Fuite.Go_To_PID(Consigne_fuite);
    }
}

void Affichage_moniteur()
{

    printf("\r\n");
    printf("  CO2             = %d ppm\r\n"  , co2);
    printf("  PPO2            = %d mb\r\n", ppO2);
    printf("  OTU             = %d \r\n", OTU);
    printf("  Pression        = %f msw\r\n", pression);
    printf("  Temp MS5837     = %f C\r\n", Temp1);
    printf("  Temp HTU21D     = %f C\n\r", Temp2);
    printf("  Humidity        = %d %%\n\r", Humid);
    printf("\n\r");
    printf("  Cell O2 n 1     = %d\r\n"  , CellO2_1);
    printf("  Cell O2 n 2     = %d\r\n"  , CellO2_2);
    printf("\r\n");
    printf("\n");
    printf("  Volet Poumon    = %f\r\n"  , volet_poumon_Position);
    printf("  Volet Fuite     = %f\r\n"  , volet_fuite_Position);
    printf("\r\n");
    printf("Temps d execution de la boucle = %f seconde(s)\n", (RATE + RATE_TRUE / 1000));
    printf("\r\n");
    printf("A enregistrer = %s\n", to_store);
    printf("\r\n");
}

//Callback de l'intérruption des envois de commandes depuis le terminal
void callbackParam()
{
    while(serialMonit.readable()) {
        if (indexParam  == sizeParam) //éviter la saturation du buffer
            serialMonit.getc();
        else
            param [indexParam++] = serialMonit.getc();//chargement du buffer dans le message
        if ((indexParam == sizeParam) || (param[indexParam -1] == '\n')) {//le message est complet ou nouvelle ligne ou autre si on veut...
            param[indexParam] = 0;
            newParamFlag  = true;
        }
    }
}

//Callback de l'intérruption des envois de commandes depuis Android
void callbackAndroid()
{
    while(android.readable()) {
        if (indexAndroid  == sizeAndroid) //éviter la saturation du buffer
            android.getc();
        else
            Android [indexAndroid++] = android.getc();//chargement du buffer dans le message
        if ((indexAndroid == sizeAndroid) || (Android[indexAndroid -1] == '\n')) {//le message est complet ou nouvelle ligne ou autre si on veut...
            Android[indexAndroid] = 0;
            newAndroidFlag  = true;
        }
    }
}

void Decoding_Message(char message [])
{
    char *commande = 0;
    float valeur = 0;

    sscanf(message,"%s %f",&commande , &valeur);

    if ((char)commande == 'S') {
        Mode_SECU();
    } else if ((char)commande == 'R') {
        Servo_Poumon.reset();
    } else if ((char)commande == 'Q') {
        Stop_Sequence();
    } else if ((char)commande == 'T') {
        set_time(valeur);
    } else if ((char)commande == 'I') {
        Consigne_poumon = (float)valeur;
        printf("  Servo Poumon    = %f\r\n", Consigne_poumon);
    } else if ((char)commande == 'O') {
        Consigne_fuite = (float)valeur;
        printf("  Servo Fuite     =  %f\r\n", Consigne_fuite);
    } else if ((char)commande == 'R') {
        NVIC_SystemReset();
        /////////////////////////////////////////
        //Pour rajouter une commande
        //} else if ((char)commande == 'X') {
        //  attribuer à une VARIABLE = valeur;
        //  ou une action, avec ou sans valeur
        /////////////////////////////////////////
    } else {
        sensors.cozirSend(message);
    }

    strcpy(param," ");
    indexParam = 0;
    newParamFlag = false;
}

void Decoding_Message_Android(char message [])
{
    char *commande = 0;
    float valeur = 0;

    sscanf(message,"%s %f",&commande , &valeur);

    if ((char)commande == 'T') {
        set_time(valeur);
    } else if ((char)commande == 'I') {
        Consigne_poumon = (float)valeur;
        printf("  Servo Poumon    = %f\r\n", Consigne_poumon);
    } else if ((char)commande == 'O') {
        Consigne_fuite = (float)valeur;
        printf("  Servo Fuite     =  %f\r\n", Consigne_fuite);
        /////////////////////////////////////////
        //Pour rajouter une commande
        //} else if ((char)commande == 'X') {
        //  attribuer à une VARIABLE = valeur;
        //  ou une action, avec ou sans valeur
        /////////////////////////////////////////
    } else if ((char)commande == 'R') {
        NVIC_SystemReset();
    }
#ifdef PID_MODE
    else if ((char)commande == 'p') {
        Kc = (float)valeur;
        control_Servo.reset();
        control_Servo.setTunings(Kc, Ti, Td);
        printf("  UPDATE PID -->  Kc = %f   Ti = %f   Td = %f\r\n\n", Kc, Ti, Td);
    } else if ((char)commande == 'i') {
        Ti = (float)valeur;
        control_Servo.reset();
        control_Servo.setTunings(Kc, Ti, Td);
        printf("  UPDATE PID -->  Kc = %f   Ti = %f   Td = %f\r\n\n", Kc, Ti, Td);
    } else if ((char)commande == 'd') {
        Td = (float)valeur;
        control_Servo.reset();
        control_Servo.setTunings(Kc, Ti, Td);
        printf("  UPDATE PID -->  Kc = %f   Ti = %f   Td = %f\r\n\n", Kc, Ti, Td);
    } else if ((char)commande == 'c') {
        consigne = valeur;
        control_Servo.setSetPoint(consigne);
        printf("  UPDATE CONSIGNE PID -->  Consigne = %d\r\n\n", consigne);
    }
#endif

    strcpy(Android," ");
    indexAndroid = 0;
    newAndroidFlag = false;
}

int main()
{
    serialMonit.attach(&callbackParam, Serial::RxIrq);

    android.attach(&callbackAndroid, Serial::RxIrq);

    /*
    Par défaut les valeur en cas de calibration sur true sont les suivant

       nbCalibO2 = 5
       Mode = SPOOLING
       Filtre = DIGI_FILTER32
       CalibrationCO2 = "CALIB_AIR"

       Parfois la calibration du Cozir coince...faire reset et relancer...

       Pour calibrer avec ces paramètres :

       sensors.Sensors_INIT(true, true);

       Pour changer utiliser la syntaxe suivante :

       sensors.Sensors_INIT(true, true, true, 5, SPOOLING, DIGI_FILTER32, CALIB_AIR);

    */
    sensors.Sensors_INIT(true, false);

    wait(1);

    Servo_Poumon.Faulhaber_Init();

    serialMonit.printf("  Demarrage...\r\n\r\n  Entrez les comandes COZIR si besoin :\r\n");

    /*

    Pour mémoire, les réglage de priorité des thread

          osPriorityIdle          = -3,          ///< priority: idle (lowest)
          osPriorityLow           = -2,          ///< priority: low
          osPriorityBelowNormal   = -1,          ///< priority: below normal
          osPriorityNormal        =  0,          ///< priority: normal (default)
          osPriorityAboveNormal   = +1,          ///< priority: above normal
          osPriorityHigh          = +2,          ///< priority: high
          osPriorityRealtime      = +3,          ///< priority: realtime (highest)
          osPriorityError         =  0x84        ///< system cannot determine priority or thread has illegal priority
    */

    thread_Sensors.start(Get_Info_thread);

    thread_Sensors.set_priority(osPriorityNormal);

    thread_Volets.start(GO_TO_thread);

    thread_Volets.set_priority(osPriorityNormal);

#ifdef PID_MODE
    //Init PID
    //Entrée PPO2 entre 100 et 1000 mb
    control_Servo.setInputLimits(Min_Input, Max_Input);
    //Sortie servo entre 0 et 100 %
    control_Servo.setOutputLimits(Min_Output, Max_Output);
    //Mode auto au démarrage
    control_Servo.setMode(AUTO_MODE);
    //Consigne à x mb
    control_Servo.setSetPoint(consigne);
#endif

    while (true) {

        //Démarrage du Timer mesurant le temps d'éxecution du code
        REAL_RATE.start();

        if (newParamFlag) {
            serialMonit.printf("Param = %s\r\n", param);
            Decoding_Message(param);
        }

        if (newAndroidFlag) {
            serialMonit.printf("Android = %s\r\n", Android);
            Decoding_Message_Android(Android);
        }

        //Fabrication de la chaine Date / heure
        seconds = time(NULL);
        char Time_buf[32];
        strftime(Time_buf, 32, "%D %I-%M-%S ", localtime(&seconds));

#ifdef PID_MODE
        //Fabrication de la chaine à enregistrer
        sprintf(to_store,"%s:%d:%d:%.2f:%.2f:%.2f:%d:%d:%d:%.2f:%.2f:%d:%.3f:%.3f:%.3f:%d",
                Time_buf,
                co2,
                ppO2,
                pression,
                Temp1,
                Temp2,
                Humid,
                CellO2_1,
                CellO2_2,
                volet_poumon_Position,
                volet_fuite_Position,
                MODE_FLAG,
                Kc,
                Ti,
                Td,
                (int)consigne
               );
#endif
#ifndef PID_MODE
        //Fabrication de la chaine à enregistrer sans les variables du PID
        sprintf(to_store,"%s:%d:%d:%.2f:%.2f:%.2f:%d:%d:%d:%.2f:%.2f:%d:%.3f:%.3f:%.3f:%d",
                Time_buf,
                co2,
                ppO2,
                pression,
                Temp1,
                Temp2,
                Humid,
                CellO2_1,
                CellO2_2,
                volet_poumon_Position,
                volet_fuite_Position,
                MODE_FLAG,
                0,
                0,
                0,
                0
               );
#endif

        //Enregistrement de la chaine
        UTILS::Write_SD_File((string)to_store);

        //Pour Android on ajoute < et > pour décoder l'arrivée du message
        if (NEED_ANDROID_OUTPUT == 1) {
            sprintf(to_android,"<%s>",to_store);
            ANDROID(to_android);
        }

        //Calcul des OTU
        Calcul_OTU();

        //Vers le moniteur dérie
        Affichage_moniteur();


#ifdef PID_MODE
        //Update du PID
        control_Servo.setProcessValue(ppO2);
        //Nouvelle sortie servo fuite si on est pas en mode SECU
        if(!EN_MODE_SECU) Consigne_fuite = control_Servo.compute();
#endif

        //Arrêt du Timer mesurant le temps d'éxecution du code
        REAL_RATE.stop();
        //Définition de la nouvelle valeur du temps d'échantillonage du PID.
        RATE = REAL_RATE.read();
        //Reset du Timer
        REAL_RATE.reset();

        //Pour ralentir le code à Ref_Time seconde fixe quelque soit les intéruptions du loop....
        if (Ref_Time > RATE) {
            RATE_TRUE = (Ref_Time - RATE) * 1000;
        } else {
            RATE_TRUE = 0;
#ifdef PID_MODE
            control_Servo.setInterval(RATE);
#endif
            printf("Pour ralentir le code, Ref_Time doit être supérieur à %f seconde(s)\r\n\n", RATE);
        }

        wait_ms(RATE_TRUE);
    }
}