/*
This is a simple code to display text on the OLED display
WiFi LoRa 32 V3 ESP32 module
Written by Ahmad Shamshiri 02 April 2025
Watch full video explanation https://youtu.be/WkyQMXkQhE8
Resources page https://robojax.com/tutorial_view.php?id=387
*/
#include <Wire.h>               
#include "HT_SSD1306Wire.h"


static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED); // addr , freq , i2c group , resolution , rst


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.println();
  VextON();
  delay(100);

  // Initialising the UI will init the display too.
  display.init();

  display.setFont(ArialMT_Plain_10);

}


void displayTemperature(double temperature, int unit) {
    display.clear();  // Clear display before new content
    
    // Line 1: "Temperature:" in 16pt font
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 0, "Temperature:");

    // Line 2: Temperature value in 24pt font
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);
    
    // Format temperature with correct unit symbol
    String tempString = String(temperature, 1); // 1 decimal place
    switch(unit) {
        case 1:  tempString += "�C"; break;  // Celsius
        case 2:  tempString += "�F"; break;  // Fahrenheit
        default: tempString += "�U"; break;  // Unknown unit
    }
    
    display.drawString(0, 20, tempString);  // Display at Y=20 (below label)
    display.display();  // Update OLED
}



void VextON(void)
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}

void VextOFF(void) //Vext default OFF
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, HIGH);
}



void loop() {
  // clear the display
  display.clear();
  displayTemperature(23.5, 1); // Displays "23.5�C" /1
  delay(2000);

}

/*
 * geschrieben am 27. März 2025  
 * geschrieben von Ahmad Shamshiri für www.Robojax.com  
 * Überträgt Temperatur und Luftfeuchtigkeit über LoRa RF mit dem ESP32 LoRA 32 V3 Modul.  
 * und zeigt die Informationen auf dem Bildschirm an.  
 * Siehe vollständige Videoerklärung https://youtu.be/WkyQMXkQhE8  
 * Ressourcenseite: https://robojax.com/tutorial_view.php?id=387
 */
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED); // addr, freq, i2c-Gruppe, Auflösung, rst

#include <DHT.h>
#define DHTPIN 3 // GPIO21
#define DHTTYPE DHT22 // DHT22 (AM2302)

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

float tempC, tempF;
int humidity ;

 // 1=C
 // 2=F
 // 3=C, Feuchtigkeit //nur zur Anzeige, nicht für die Übertragung
 // 4=F, Luftfeuchtigkeit //nur zur Anzeige, nicht zur Übertragung
 // 5=Nur Luftfeuchtigkeit
int dataType = 2;
String labelTemp = "Temperature";
String labelHumidity = "Humidity";
const int TX_POWER = 2; // dBm von 2 bis 20. Bei Stromversorgung über Batterie ist 2 bis 14 dBm die beste Option.

#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring> // Für memset, memcpy
mbedtls_aes_context aes;
const char *userKey = "hyhT676#h~_876s"; // Sicherheitsschlüssel.


#include "LoRaWan_APP.h"
#include "Arduino.h"


#define RF_FREQUENCY                                915000000 // Hz

#define TX_OUTPUT_POWER                             TX_POWER // dBm von 2 bis 20. bei Batterieversorgung 2 bis 14 dBm

#define LORA_BANDWIDTH                              0 // [0: 125 kHz,
 // 250 kHz,
 // 2: 500 kHz,
 // 3: Reserviert
#define LORA_SPREADING_FACTOR                       7 // [SF7..SF12]
#define LORA_CODINGRATE                             1 // [1: 4/5,
 // 2: 4/6,
 // 3: 4/7,
 // 4: 4/8]
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH                        8 // Das Gleiche gilt für Tx und Rx.
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT                         0 // Symbole
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON                  false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON                        false


#define RX_TIMEOUT_VALUE                            1000
#define BUFFER_SIZE                                 30 // Definieren Sie hier die Payload-Größe.

char txpacket[BUFFER_SIZE];
char rxpacket[BUFFER_SIZE];

double txNumber;

bool lora_idle=true;

static RadioEvents_t RadioEvents;
unsigned long lastTxTime = 0;
void OnTxDone( void );
void OnTxTimeout( void );
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  VextON();
  delay(100);

 // Die Initialisierung der Benutzeroberfläche wird auch das Display initialisieren.
  display.init();

  display.setFont(ArialMT_Plain_10);
   dht.begin();

 // LoRa Zeug
  Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);

    txNumber=0;

    RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
    RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;

    Radio.Init( &RadioEvents );
    Radio.SetChannel( RF_FREQUENCY );
    Radio.SetTxConfig( MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,
                                   LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,
                                   LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
                                   true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, 3000 );

}


void displayTemperature(int unit) {
    display.clear(); // Anzeige vor neuem Inhalt löschen

 // Zeile 1: "Temperatur:" in 16pt Schriftgröße
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);


 // Zeile 2: Temperaturwert in 24pt Schriftart
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);

 // Temperatur mit dem richtigen Einheitssymbol formatieren
    String tempStringC = String(tempC, 1) + "°C"; // 1 Dezimalstelle
    String tempStringF = String(tempF, 1)+ "°F"; // 1 Dezimalstelle
    String tempStringHumidity = String(humidity)+ "% RH";
    String tempString;
    switch(unit) {
        case 1:
          tempString =tempStringC;
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 0, "Temperature:");
          display.setFont(ArialMT_Plain_24);
          display.drawString(0, 15, tempString);
          break; // Celsius
        case 2:  tempString =tempStringF;
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 0, "Temperature:");
          display.setFont(ArialMT_Plain_24);
          display.drawString(0, 15, tempString);
          break; // Fahrenheit
        case 3:  tempString =tempStringC;
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 0, "Temperature:");
          display.setFont(ArialMT_Plain_24);
          display.drawString(0, 15, tempString);
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 40, "Humidity:");
          display.drawString(70, 40, tempStringHumidity);
          break; // Celsius
        case 4:  tempString =tempStringF;
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 0, "Temperature:");
          display.setFont(ArialMT_Plain_24);
          display.drawString(0, 15, tempString);
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 40, "Humidity:");
          display.drawString(70, 40, tempStringHumidity );
          break; // Celsius
        case 5:
          display.setFont(ArialMT_Plain_16);
          display.drawString(0, 0, "Humidity:");
          display.setFont(ArialMT_Plain_24);
          display.drawString(0, 20, tempStringHumidity);
          break; // Celsius
        default: tempString =tempStringC + "°C"; break;; // Standard
    }


    display.display(); // OLED aktualisieren
}

void readSensor()
{
  tempC = dht.readTemperature();
  humidity = dht.readHumidity();
  tempF = dht.convertCtoF(tempC);
}


void VextON(void)
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}

void VextOFF(void) // Vext standardmäßig AUS
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, HIGH);
}

void sendData()
{


    String tempStringC = String(tempC, 1) + " °C"; // 1 Dezimalstelle
    String tempStringF = String(tempF, 1)+ " °F"; // 1 Dezimalstelle
    String tempStringHumidity = String(humidity)+ " % RH";
    String txData;
 // 1=C
 // 2=F
 // 3=C, Luftfeuchtigkeit
 // 4=F, Luftfeuchtigkeit
 // 5=Nur Luftfeuchtigkeit
        switch(dataType) {
          case 1:
           txData = labelTemp + " " + tempStringC;
            break;
          case 2:
           txData =  labelTemp + " " + tempStringF;
            break;
          case 3:
           txData = labelHumidity + " " + tempStringHumidity;
            break;
          default:
           txData = labelTemp + " " + tempStringC;
            break;

        }
  uint8_t data[32];
  memset(data, 0, sizeof(data)); // Nullauffüllung
  strncpy((char*)data, txData.c_str(), sizeof(data) - 1); // Kopiere Zeichenfolge sicher

  encryptAES(data, userKey); // Vor dem Senden verschlüsseln
  if(lora_idle == true)
    {
      delay(1000);
      Radio.Send(data,  sizeof(data));
      Serial.print("Sending: ");
      Serial.println((char *)data);
      lora_idle = false;
    }
    Radio.IrqProcess( );
}



void loop() {
  readSensor(); // Daten lesen

 // Anzeige löschen
  display.clear();

  displayTemperature(dataType);
	sendData();
  delay(100);

}


void OnTxDone( void )
{
	Serial.println("TX done......");
	lora_idle = true;
}

void OnTxTimeout( void )
{
    Radio.Sleep( );
    Serial.println("TX Timeout......");
    lora_idle = true;
}


/*
 * Konvertiert einen vom Benutzer bereitgestellten Klartextschlüssel in einen festen 16-Byte (128-Bit) oder 32-Byte (256-Bit) Schlüssel.
 */
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
    memset(processedKey, 0, keySize); // Mit Nullen auffüllen
    size_t len = strlen(userKey);
    if (len > keySize) len = keySize; // Trunkiere, wenn zu lang
    memcpy(processedKey, userKey, len); // Kopieren Sie den gültigen Schlüsselteil
}

/*
 * Verschlüsselt eine 16-Byte (ein Block) Nachricht mit AES-128.
 */
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-Bit-Schlüssel
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_enc(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_ENCRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}

/*
 * Entschlüsselt eine 16-Byte (ein Block) Nachricht mit AES-128.
 */
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-Bit-Schlüssel
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_dec(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_DECRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}

/*
 * Geschrieben am 01. April 2025  
 * geschrieben von Ahmad Shamshiri für www.Robojax.com  
 * Diese Skizze empfängt die sichere Temperatur oder Luftfeuchtigkeit von WiFi LoRa 32 und entschlüsselt sie  
 * und zeigt sie auf dem OLED an. Es gibt eine Aktionsfunktion, die ausgelöst wird, wenn die Temperatur unter triggeredValue liegt.  
 * Sieh dir das vollständige Video mit Erklärungen an: https://youtu.be/WkyQMXkQhE8  
 * Ressourcenseite: https://robojax.com/tutorial_view.php?id=387
 */
#include <Arduino.h>
 // Alarmkonfiguration
const String triggerdText = "Too High"; // Korrekte Zeichenfolgentyp
const float triggerdValue = 90.0f; // exklusiv (dieser Wert ist nicht enthalten)
const int triggerdYpos = 45;
const bool triggerdType = true; // wahr ist > (größer als triggerdValue) und falsch ist < (kleiner als triggerdValue)
const int triggerdOutputPin = 7; // GPIO07 wird aktiviert, wenn es ausgelöst wird.
const bool triggerdBlink4Me= true; // soll blinken oder nicht

#include "mbedtls/aes.h"
#include <cstring> // Für memset, memcpy
mbedtls_aes_context aes;
const char *userKey = "hyhT676#h~_876s"; // Sicherheitsschlüssel

#define MIN_RSSI -120 // Schlechtestmöglicher Signal
#define MAX_RSSI -50 // Bestmögliches Signal


 // Für eine Verbindung über I2C unter Verwendung der Arduino Wire-Bibliothek:
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"

static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED); // addr, freq, i2c-Gruppe, Auflösung, rst



#include "LoRaWan_APP.h"
#include "Arduino.h"


#define RF_FREQUENCY                                915000000 // Hz

#define TX_OUTPUT_POWER                             14 // dBm

#define LORA_BANDWIDTH                              0 // [0: 125 kHz,
 // 1: 250 kHz,
 // 2: 500 kHz,
 // 3: Reserviert
#define LORA_SPREADING_FACTOR                       7 // [SF7..SF12]
#define LORA_CODINGRATE                             1 // [1: 4/5,
 // 2: 4/6,
 // 3: 4/7,
 // 4: 4/8]
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH                        8 // Gleich für Tx und Rx
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT                         0 // Symbole
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON                  false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON                        false


#define RX_TIMEOUT_VALUE                            1000
#define BUFFER_SIZE                                 30 // Definieren Sie hier die Payload-Größe.

char txpacket[BUFFER_SIZE];
char rxpacket[BUFFER_SIZE];

static RadioEvents_t RadioEvents;

int16_t txNumber;

int16_t rssi,rxSize;

bool lora_idle = true;
unsigned long lastRxTime = 0;
const unsigned long SIGNAL_TIMEOUT = 5000; // 5 Sekunden

void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.println();
  VextON();
  delay(100);

 // Die Initialisierung der Benutzeroberfläche wird auch das Display initialisieren.
  display.init();

  display.setFont(ArialMT_Plain_10);
  pinMode(triggerdOutputPin, OUTPUT);
 // LoRa-Sachen unter dieser Linie
     Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);

    txNumber=0;
    rssi=0;

    RadioEvents.RxDone = OnRxDone;
    Radio.Init( &RadioEvents );
    Radio.SetChannel( RF_FREQUENCY );
    Radio.SetRxConfig( MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,
                               LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,
                               LORA_SYMBOL_TIMEOUT, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
                               0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, true );
}


void displayTemperature(String data1, String data2) {

    display.clear(); // Anzeige vor neuem Inhalt löschen

 // Temperatur: in 16pt Schriftgröße
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 0, data1);

 // Zeile 2: Temperaturwert in 24pt Schriftgröße
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);
    display.drawString(0, 20, data2);
    displaySignalStrength(rssi);
 // display.display(); // OLED aktualisieren


}

void displayLine(String data, int y) {
 // Temperatur: in 16pt Schriftgröße
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
    display.setFont(ArialMT_Plain_10);

    if (triggerdBlink4Me) {
 // Blink-Effekt: Text anzeigen, warten, Text löschen, warten, dann zurückkehren
        display.drawString(0, y, data);
        display.display();
        delay(500); // Halte den Text für 500 ms sichtbar

        display.clear(); // Bildschirm löschen
        display.display();
        delay(500); // Halte den Bildschirm für 500 ms schwarz.
    }
    else {
 // Normale Anzeige ohne Blinken
        display.drawString(0, y, data);
        display.display();
    }
}


void VextON(void)
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}

void VextOFF(void) // Vext standardmäßig AUS
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, HIGH);
}



void loop() {
  RaIrqProcessdio( );
  if(lora_idle)
  {
    lora_idle = false;
    Serial.println("into RX mode");
    Radio.Rx(0);
  }
  noSignalCheck();

  delay(100);

}

void displaySignalStrength(int16_t rssi) {
 // Konvertiere RSSI in Prozentsatz (0-100%)
    int percent = map(constrain(rssi, MIN_RSSI, MAX_RSSI), MIN_RSSI, MAX_RSSI, 0, 100);

 // Anzeige in der unteren rechten Ecke
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_RIGHT);
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);

 // Erstellen Sie einen Signalstärkeindikator
    String strength = String(percent) + "% [";
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        strength += (percent > (i * 20)) ? "|" : " ";
    }
    strength += "]";

    display.drawString(128, 45, strength); // Position unten rechts
}

void noSignalCheck()
{
 // Automatische "Kein Signal" nach Zeitüberschreitung
    if (millis() - lastRxTime > SIGNAL_TIMEOUT) {
        display.clear();
        display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_CENTER);
        display.setFont(ArialMT_Plain_16);
        display.drawString(64, 20, "No Signal");
        display.display();
    }
}

/*
 * Löst eine Aktion basierend auf einem Schwellenwertvergleich aus.
 * 
 * @param type - Wenn wahr, wird ausgelöst, wenn floatValue **überschreitet** triggerdValue. Wenn falsch, wird ausgelöst, wenn floatValue **unter** triggerdValue **fällt**. 
 * @param floatValue - Der aktuell gemessene Wert, der verglichen werden soll. 
 * @param triggerdValue - Der Schwellenwert, der die Auslösebedingung bestimmt.
 */
void triggerAction(float floatValue)
{
  if(triggerdType)
  {
    if (floatValue > triggerdValue) {
        displayLine(triggerdText, triggerdYpos);
        Serial.println(triggerdText);
        digitalWrite(triggerdOutputPin, HIGH); // setzt triggeredOutputPin auf HIGH
    }else{
        digitalWrite(triggerdOutputPin, LOW);
    }
  }else{
    if (floatValue < triggerdValue) {
        displayLine(triggerdText, triggerdYpos);
        Serial.println(triggerdText);
        digitalWrite(triggerdOutputPin, HIGH); // setzt triggeredOutputPin auf HIGH
    } else{
        digitalWrite(triggerdOutputPin, LOW); // setzt den triggerdOutputPin auf LOW
    }
  }
}
void OnRxDone( uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr )
{
    lastRxTime = millis(); // Zurücksetzen des Timers bei neuen Daten
    rssi=rssi;
    rxSize=size;
    memcpy(rxpacket, payload, size );

    rxpacket[size]='\0';
    Radio.Sleep( );
    Serial.printf("\r\nreceived packet \"%s\" with rssi %d , length %d\r\n",rxpacket,rssi,rxSize);
 // Serial.println("Verschlüsselte Daten (Hex):");
 // für (int i = 0; i < 16; i++) {
 // Serial.printf("%02X ", rxpacket[i]);
 // }
 // Serial.println();
   decryptAES((uint8_t *)rxpacket, userKey);

 // Teilen Sie das empfangene Paket in Teile.
    String receivedStr = String((char*)rxpacket);
    int firstSpacePos = receivedStr.indexOf(' ');
    if (firstSpacePos != -1) {
 // Erster Teil (vor dem ersten Leerzeichen)
        String part1 = receivedStr.substring(0, firstSpacePos); // Temperatur

 // Finde den zweiten Raum (nach der Zahl)
        int secondSpacePos = receivedStr.indexOf(' ', firstSpacePos + 1);

        if (secondSpacePos != -1) {
 // Zweiter Teil (numerischer Wert)
            String part2 = receivedStr.substring(firstSpacePos + 1, secondSpacePos); // 34,5
            float floatValue = part2.toFloat(); // In Float umwandeln 34,5

 // Dritter Teil (Einheit)
            String part3 = receivedStr.substring(secondSpacePos + 1); // °C

            displayTemperature(part1, part2+part3);
            display.display();
            Serial.print("part1: " + part1);
            Serial.print(" part2: " + part2);
            Serial.println(" part3: " + part3);
            Serial.println("floatValue " + String(floatValue));

 // eine Aktion auszulösen.
        triggerAction(floatValue);

        } else {
            Serial.println("No second space found for unit");
        }
    }else {
        Serial.println("No space found in packet - can't split");
    }


    lora_idle = true;
}

/*
 * Konvertiert einen vom Benutzer bereitgestellten Klartextschlüssel in einen Schüssel mit fester Länge von 16 Byte (128-Bit) oder 32 Byte (256-Bit).
 */
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
    memset(processedKey, 0, keySize); // Mit Nullen füllen
    size_t len = strlen(userKey);
    if (len > keySize) len = keySize; // Abschneiden, wenn zu lang
    memcpy(processedKey, userKey, len); // Kopiere gültigen Schlüsselteil
}

/*
 * Verschlüsselt eine 16-Byte (ein Block) Nachricht mit AES-128.
 */
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-Bit-Schlüssel
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_enc(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_ENCRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}

/*
 * Dekodiert eine 16-Byte (ein Block) Nachricht mit AES-128.
 */
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-Bit-Schlüssel
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_dec(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_DECRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}