IoTで有用なプログラミング言語とは？開発に必要な要素や資格なども紹介

「IoT開発で役立つスキルやプログラミング言語って？」
「IoTエンジニアに役立つ資格って何だろう？」

近年、スマート家電の普及や自動車のIoT化などによって注目されているIoTについて、気になっている方も多いのではないでしょうか。

また、IoT開発に携わるための準備をしている方もいるでしょう。

本記事では、IoTエンジニアに求められるスキルや習得しておきたいプログラミング言語、資格、開発に必要な要素などについて紹介します。本記事を読めば、IoTエンジニアになるために、自分に足りない知識やスキルが分かるでしょう。

本記事を参考にして、現在エンジニアとして求められているものを理解し、IoT時代を生き抜くスキルを身につけていきましょう。

IoT開発に求められるスキルとは？

近年、IoT（Internet of Things）開発分野は急速に進化しています。政府主導のもと、製造業を中心にIoTの導入が推進されているだけでなく、一般家庭へのIoT家電の導入も進んでいるでしょう。

IoTは、数多くのデータを収集・分析して、状況に応じて最適かつ自動的にモノを稼働させます。その際に必要となるのが「組み込み技術」です。組み込み技術とは、求められる機能に特化した小さなソフトウェアを制作し、機器に搭載する技術のことです。

ここでは、今後も活用の場が広がり、さらなる技術革新が進んでいくと考えられるIoT開発に求められるスキルを紹介していきます。

プログラミング言語スキル

IoT開発に欠かせない組み込み技術の土台となるのが、プログラミングに関する知識・スキルです。IoT開発に求められる、または向いているプログラミング言語は「Python」や「Java」「C言語」「アセンブリ言語」などです。

IoTエンジニアが習得しておきたいプログラミング言語の詳細に関しては、後述します。

電子回路及び電子部品の知識

IoT開発では、デジタルデバイスに組み込むセンサーなどを制御する基板の設計や開発、プログラムの開発・実装を行います。

そのため、電子工学に関する知識、中でも電子回路や電子部品、CPUなどの基礎知識も必要になることが多いでしょう。

Operating System（OS）の知識

IoTに必要なセンサーやCPUを機器に組み込んで、正常に動作できるように調整を行うには、プログラミング言語だけでなく、Operating System（OS）の知識も欠かせません。

たとえば、WindowsやLinux、iOSなどは以前から世界的にシェアが高い傾向にあるOSですが、IoT向けOSの開発も進んでいます。

特に、IoT開発では組み込み開発で使用される特殊なOSであるRTOS（リアルタイムOS）の知識も重宝されるでしょう。

ハードウェア設計スキル

IoT開発で必要とされる組み込み技術には、ハードウェアの性質に応じてソフトウェアを構築するスキルが重要になります。そのため、IoTに利用される各ハードウェアの特性を理解する必要があるでしょう。

たとえば、スマートフォンアプリから家電を操作するという技術の場合、スマートフォンに関する知識、アプリを開発するスキルも、IoTエンジニアに求められます。

同時に、フロントエンドとバックエンドに関する知識や付随するネットワーク、セキュリティに関する知識も持ち合わせていると、開発が効率的に進むでしょう。

IoTエンジニアが習得しておきたい6つのプログラミング言語の特徴

前述したとおり、IoT開発にはプログラミング言語に関する知識が必要です。IoT開発ではさまざまなプログラミング言語が使用されていますが、特に需要が多い言語が「Python」や「Java」でしょう。

また、コアな部分を実装するには、「C言語」「C++」「アセンブリ言語」などが重要になります。

ここからは、IoTエンジニアが習得しておきたいプログラミング言語の特徴をご紹介します。

1：アセンブリ言語

アセンブリ（アセンブラ）言語とは、低級言語の代表的な言語であり、特定のCPUに特化した仕様になっています。低級言語は細かい動作まで定義できるというメリットがあります。

一方、高級言語は人間にも分かりやすく、CPUの種類を問わず動作を記述できるプログラム言語です。

アセンブリ言語がIoT開発に用いられる頻度は高くありませんが、システム解析業務などで広く使われているため、コンピュータに対する理解度は上がるでしょう。

2：C言語

C言語はプログラミング言語として長い歴史を持ち、処理が簡易なIoTシステムの開発に適しています。

C言語は、ハードウェアに近い次元で動き、要件が単純であれば高速な処理を安定して実行できるでしょう。また、自由度が高いメリットもあります。C言語を学ぶことで、プログラミングのスキルやOSの知識が身につきやすいでしょう。

3：C++

C++は、前述したC言語にオブジェクト指向の要素を取り入れ、機能を拡張した言語です。IoT開発の組み込み系にはC言語とC++が用いられますが、両者には互換性があり、IoT開発において使い分けができます。

C++は、C言語よりも大規模で複雑なプログラミングに向いています。また、デバッグや改修が比較的容易で、保守管理に活用されやすいメリットもあるでしょう。

4：Java

Javaは、プログラミング言語の中でもシェアが高い傾向にあり、多くの開発案件で利用されている、オブジェクト指向のプログラミング言語です。

コードが安定している、セキュリティ面が強い、既存のオブジェクトを流用することで開発期間を短縮できる、などのメリットがあります。

また、IoT開発においては、プラットフォームやOSに依存しない汎用性の高さが特徴で、Javaを使って社内のシステムへ組み込む際の移植性が高いことから重宝されています。

5：Python

Pythonは、比較的制約が少なく、汎用性が高いプログラミング言語です。短いコードによる無駄のない文法が特徴です。

機械学習やAIなどに活用されていることで有名なPythonは、IoTデバイスに組み込まれたセンサーから取得したデータの可視化などに使われることも多いでしょう。

Pythonを扱えるエンジニアの数が足りていないため、スキルを身につければニーズは高いでしょう。

6：R言語

R言語は、データ解析や統計を目的としたプログラミング言語であり、機械学習にも用いられ、人気が上がってきています。

R言語のライブラリである機械学習パッケージが、インターネット上で多数公開されていますが、他の言語に比べて習得しにくいというデメリットもあります。

しかし、IoTに必要となるビックデータの統計処理や解析などに用いるプログラミング言語として、Pythonとともに脚光を浴びているため、今後も需要は高くなるでしょう。

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IoT開発に必要な5つの要素

IoT開発において、情報端末や周辺機器であるデバイスは重要です。IoT開発において重要なデバイスとは、データの収集や検知などを行なうセンサーやビーコンなどです。

このようなデバイスを含めた、IoT開発に必要な要素をご紹介します。IoTエンジニアとして、それぞれの位置づけや役割も含めて理解しておきましょう。

1：デバイスの周囲の情報を収集するセンサー

IoTシステムに搭載したセンサーを使って、振動やひずみなど、デバイス周辺の情報を計測します。そして、そのデータを通信機器経由でクラウドに集積し、データ分析に役立てます。

そのため、IoTエンジニアはセンサーに関する知識と、組み込み系のスキルが必要となるでしょう。特に、センサーに関わる技術は、IoT製品の根幹にかかわる重要な部分です。

2：位置を特定するビーコン

ビーコンとは、無線局などから発せられる信号で、端末機器を搭載した自動車や飛行機などの移動体が位置情報を取得するシステムです。

現在では、Bluetooth信号を一定間隔で発信するスマートフォンやタブレット端末を利用することで位置情報を把握するなど、一般の人々にも身近になっています。

また、より正確で省電力の通信モードであるBLE（Bluetooth Low Energy）の出現によって、IoTやマーケティングなどに、ビーコンがより広く活用されるようになりました。

3：セキュリティ対策のためのIoTゲートウェイ

ゲートウェイとは、複数のデバイスを集約するネットワークへの中継地点のことで、IoTにおいてはIoT機器とサーバーの中継機器がIoTゲートウェイです。

昨今では、セキュリティにおいて脆弱なIoT機器をサイバー攻撃から守る仕組みを取り入れた、IoTシステム向けのゲートウェイ装置も開発されています。

これには、ゲートウェイ装置そのものに対する脅威への対策と、IoT機器を守るための仕組みが搭載されています。

4：データを集約し伝達するネットワーク

IoT開発には、デバイスが計測や検知したデータをサーバーに集約し、伝達するネットワークも重要です。ネットワークには、携帯電話などの有料かつ広範囲のもの、無線LANやBluetoothなどの無料かつ近距離のものがあります。

さらに、近年IoTにおけるネットワークは、「LPWA（Low Power Wide Area）」が注目を集めています。LPWAは、省電力かつ長距離の通信が可能です。また、無線局の免許が不要な「アンライセンスバンド」と、免許が必要な「ライセンスバンド」があります。

5：集約されたデータの分析

IoTの開発においてデータ分析の技術は欠かせません。蓄積したデータを分析して傾向や知見を得ることで、課題の解決や新サービスの開発につなげます。

IoTで用いられる膨大なデータの管理や解析は人力では難しいでしょう。デバイスで集約されたデータは、機械学習などにより効率的にデータ分析されます。

IoT開発するときに取得しておきたい資格

モノとインターネットとの融合によるIoT開発が注目されるにつれて、IoTに関する資格も増えてきています。資格は転職活動などに有利になるだけでなく、日常業務では学べないスキルや知識を身につけることもできるでしょう。

ここからは、IoTエンジニアにおすすめの資格を紹介していきます。

IoT検定

「IoT検定」は、戦略立案や法律、セキュリティなど、IoTに関する幅広い知識を問う資格で、IoTだけでなくAIやビッグデータなどに関する知識も必要になります。IoT検定の実施主体はIoT検定制度委員会です。

一般ユーザー向けの「IoT検定ユーザー試験パワー・ユーザー」、プロフェッショナル向けの「IoT検定レベル1試験プロフェッショナル・コーディネータ」「IoT検定レベル2試験プロフェッショナル・エンジニア」「IoT検定レベル3試験プロフェッショナル・アーキテクト」があります。

IoTシステム技術検定

「IoTシステム技術検定試験」は、IoTシステムの構築および活用に関する知識を検定する資格試験です。

IoTに関する基礎知識を問う「基礎（IoTアドバイザ）」、IoTシステムを構成する基本技術の習得を認定する「中級（IoTエキスパート）」、IoTシステムの構築および活用に関する実践的な専門技術を認定する「上級（IoTプロフェッショナル）」の3レベルに分かれています。

エンベデッドシステムスペシャリスト試験

「エンベデッドシステムスペシャリスト試験」は、組み込みシステムを構築・開発する知識や技術を証明する資格試験です。IPA（情報処理推進機構）が運営する資格試験で、組み込みエンジニアやIoTエンジニアを目指す方に最適です。

ハードウェアとソフトウェアを適切に組み合せて組み込みシステムを開発する、組み込みシステム開発において効果的な開発環境の構築と改善ができる、などの知識や実践能力が要求されます。

出典：エンベデッドシステムスペシャリスト試験｜独立行政法人情報処理推進機構
参照：https://www.jitec.ipa.go.jp/1_11seido/es.html

IoT開発にはプログラミング言語以外にも幅広い知識が必用

IoTを導入・活用する企業が増加するにしたがって、IoTエンジニアのニーズも高くなっています。その傾向は、しばらく継続していくでしょう。

IoT開発には、ハードウェアとソフトウェアを取り扱うため、IoTエンジニアには幅広い知識・スキルが求められます。プログラミング言語だけでなく、さまざまな知識やスキル、資格を得て、活躍の場を広げましょう。

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