// библиотеки для работы с датчиком 18B20
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
// библиотека для работы с аналоговым термометром (Troyka-модуль)
#include <TroykaThermometer.h>
// библиотека для работы с SPI
#include <SPI.h>
// библиотека для работы с SD-картами
#include <SD.h>
// библиотека для работы I²C
#include <Wire.h>
// библиотека для работы с модулями IMU
#include <TroykaIMU.h>
// библиотека для работы с GPS устройством
#include <TroykaGPS.h>

// serial-порт к которому подключён GPS-модуль
#define GPS_SERIAL        Serial1
// serial-порт к которому подключён RS485
#define RS485_SERIAL      Serial2
#define RS485_PIN_MASTER  22
// пин подключения CS microSD-карты
#define SD_CS_PIN  A5
// пин подключения State Volt
#define VOLT_PIN A0
// пин подключения датчика 18B20
#define TEMP_18B20_PIN A1
// пин подключения датчика TMP36
#define TEMP_TMP36_PIN A2
// задаём размер массива для времени
#define MAX_SIZE_MASS 16

// интервал времени записи данных на карту
#define INTERVAL          10000

// создадаём объект для работы с библиотекой OneWire
OneWire oneWire(TEMP_18B20_PIN);

// создадаём объект для работы с библиотекой DallasTemperature
DallasTemperature sensor18B20(&oneWire);
// создаём объект для работы с аналоговым термометром
// и передаём ему номер пина выходного сигнала
TroykaThermometer sensorTMP36(TEMP_TMP36_PIN);
// создаём объект для работы с барометром
Barometer barometer;
// создаём объект класса GPS и передаём в него объект Serial1 
GPS gps(GPS_SERIAL);

// массив для хранения текущего времени
char strTime[MAX_SIZE_MASS];
// массив для хранения текущей даты
char strDate[MAX_SIZE_MASS];

// запоминаем текущее время
long startMillis = millis();
// данные модулей для записи
String dataString = "";
String dataStringRS485 = "";

float temperature18B20;
float temperatureTMP36;
float temperatureBarometer;
float pressureBarometer;
float altitudeBarometer;
String timeGPS;
String dateGPS;
String altitudeGPS;
float voltPowerShield;

int i = 0;
void setup()
{
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  Serial.begin(115200);

  // выводим сообщение в Serial-порт о поиске карты памяти
  Serial.println("Initializing SD card...");
  // если microSD-карта не была обнаружена
  if (!SD.begin(SD_CS_PIN)) {
    // выводим сообщение об ошибке
    Serial.println("Card failed, or not present");
    // don't do anything more:
    return;
  } else {
    Serial.println("Card initialized");
  }

  // начало работы с датчиком DS18B20
  sensor18B20.begin();
  // установим разрешение датчика
  sensor18B20.setResolution(12);
  // выводим сообщение об удачной инициализации
  Serial.println("18B20 is OK");
  // выводим сообщение об удачной инициализации
  Serial.println("TMP36 is OK");

  // инициализация барометра
  barometer.begin();
  // выводим сообщение об удачной инициализации
  Serial.println("LPS331 is OK");

  // открываем Serial-соединение с GPS-модулем
  GPS_SERIAL.begin(115200);
  // выводим сообщение об удачной инициализации
  Serial.println("GPS is OK");

  // открываем Serial-соединение с GPS-модулем
  RS485_SERIAL.begin(115200);
  // подаём высокий уровень на пин направление
  // значит устройство будет передавать данные
  pinMode(RS485_PIN_MASTER, OUTPUT);
  digitalWrite(RS485_PIN_MASTER, LOW);
  // выводим сообщение об удачной инициализации
  Serial.println("GPS is OK");
}
 
void loop()
{
  getTemperature18B20();
  getTemperatureTMP36();
  getDataBarometer();
  getDataGPS();
  getVoltState();
  dataString = dateGPS;
  dataString += "\t";
  dataString += timeGPS;
  dataString += "\t";
  dataString += temperatureTMP36;
  dataString += "\t";
  dataString += temperature18B20;
  dataString += "\t";
  dataString += temperatureBarometer;
  dataString += "\t";
  dataString += pressureBarometer;
  dataString += "\t";
  dataString += altitudeBarometer;
  dataString += "\t";
  dataString += altitudeGPS;
  dataString += "\t";
  dataString += voltPowerShield;
  dataString += "\t";
  if (millis() - startMillis > INTERVAL) {
    readDataRS485();
    dataString += "|\t";
    dataString +=  dataStringRS485;
    // сохраняем данные с модулей на карту памяти
    saveSD();
    // запоминаем текущее время
    startMillis = millis();
  }
}

void readDataRS485() {
  dataStringRS485 = "";
  RS485_SERIAL.flush();
  // если появились данные с модуля RS-485
  if (RS485_SERIAL.available() > 0) {
    while (RS485_SERIAL.available() > 0) {
      // считываем данные
      char c =  RS485_SERIAL.read();
      dataStringRS485 += c;
    }
  } else {
    dataStringRS485 = "No Data from RS485";
  }
}

void getVoltState() {
  int sensorValue = analogRead(VOLT_PIN);
  voltPowerShield = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
}

void getDataGPS() {
  String timeGPSString;
  String dateGPSString;
  // если пришли данные с GPS-модуля
  if (gps.available()) {
    // считываем данные и парсим
    gps.readParsing();
    // проверяем состояние GPS-модуля
    switch(gps.getState()) {
      // всё OK
      case GPS_OK:
        gps.getTime(strTime, MAX_SIZE_MASS);
        gps.getDate(strDate, MAX_SIZE_MASS);
        timeGPSString = (String)strTime;
        timeGPS = timeGPSString;
        dateGPSString = (String)strDate;
        dateGPS = dateGPSString;
        altitudeGPS = gps.getAltitude();
        break;
      // ошибка данных
      case GPS_ERROR_DATA:
        //Serial.println("GPS error data");
        dateGPS = "Error";
        timeGPS = "Error";
        altitudeGPS = "Error";
        break;
      // нет соединение со спутниками
      case GPS_ERROR_SAT:
        //Serial.println("GPS no connect to satellites!!!");
        dateGPS = "No Sat";
        timeGPS = "No Sat";
        altitudeGPS = "No Sat";
        break;
    }
  }
}

void getDataBarometer() {
  temperatureBarometer = barometer.readTemperatureC();
  pressureBarometer  = barometer.readPressureMillibars();
  altitudeBarometer = barometer.pressureToAltitudeMeters(pressureBarometer);
}

void getTemperature18B20() {
  // считываем данные с цифрового термометра 18B20
  sensor18B20.requestTemperatures();
  temperature18B20 =  sensor18B20.getTempCByIndex(0);
}

void getTemperatureTMP36() {
  // считываем данные с аналогового термометра TMP36
  sensorTMP36.read();
  temperatureTMP36 = sensorTMP36.getTemperatureC();
}

void saveSD() {
  // создаём файл для записи
  File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);
  // если файл доступен для записи
  if (dataFile) {
    // сохраняем данные
    dataFile.println(dataString);
    Serial.print(dataString);
    // закрываем файл
    dataFile.close();
    // выводим сообщение об удачной записи
    Serial.println("Save OK");
  } else {
    // если файл не доступен
    Serial.println("Error opening datalog.txt");
  }
}