【初心者必見】IoTに必要なプログラミング言語やスキルがまるわかり!

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  • 「IoTに興味はあるけど、難しそう…」
  • 「IoTをやってみたいけど、何が必要なの?」
  • 「IoTエンジニアを目指したいけど、どんなスキルが必要?」

なんて悩んだり、疑問をもったりしていませんか?

僕もかつて「IoTについてもっと詳しく知りたい!」と思っていました。

そこでこの記事では、初心者向けにIoTに必要なプログラミング言語やスキルなどを、わかりやすく解説していきます。

記事の信頼性として、僕がやってきたことを簡単に紹介します。

記事の信頼性

【1日12時間×3年】→ 30歳からプログラミングを独学
【取締役・フルスタックエンジニア】→ Web系ベンチャー企業にて
【合計2万ユーザー以上】→ 開発したWebサービスにて
【2,800万円の資金調達】→ 開発したWebサービスにて
【新規事業企画】→ AIベンチャー企業にて

まずは結論から

  1. Python
  2. Java
  3. C/C++
  4. R
  1. 制御・組み込み系スキル
  2. セキュリティ対策スキル
  3. ネットワーク環境構築スキル
  4. アプリケーション開発スキル
  5. AI・機械学習についてのスキル

現在、政府主導のもと製造業などモノ作り業界のIoT化が急速に進んでいます。

同時にIoT家電が生活の一部となりつつあります。

このような背景もあり、DXが進む中、IoTエンジニアが不足しているのが現状です。

今後はIoTのスキル・知識を持つIoTエンジニアの需要が、ますます高まっていくと予測されています。

それでは「そもそもIoTとは?」ということから、それぞれわかりやすく解説していきます。

ちなみに、まず手軽にIoTを体験するなら「obniz」がおすすめです。

僕は「obniz」の「AI Robot Kit」を実際に購入して、IoT体験をしました。

IoTの基礎概念などを理解するには、とてもおすすめのアイテムです。

IoTとは?

IoTとは「Internet of Things」の頭文字をとったものです。

つまり「モノをインターネットにつなぐこと」です。

IoT製品とは「インターネットにつながった製品」を意味します。

IoTエンジニアとは「IoT製品を開発するエンジニア」となります。

IoTの市場規模

IoT市場はここ数年で目覚ましい成長を遂げています。

IDC Japan」の調査結果を以下にまとめます。

【国内IoT市場の支出額の予測】
2021年: 約9.3兆円
↓ (約1.35倍)
2024年: 約12.6兆円

理由としては主に以下の2点になります。

  • 政府主導のもと製造業でIoT化が推進されている
  • 一般家庭にもIoT家電の導入が進んでいる

政府主導のもと、製造業などモノ作り業界のIoT化が急速に進んでいます。

同時にIoT家電が生活の一部となりつつあります。

このような背景もあり、DXが進む中、IoTエンジニアが不足しているのが現状です。

今後はIoTのスキル・知識を持つIoTエンジニアの需要が、ますます高まっていくと予測されています。

IoTに必要な5つのもの

IoT開発に必要とされる代表的な5つのものを紹介していきます。

①センサー

対象となる物体の変化を受動的に検知する役割を担います。

センサーで検知する代表的なものは以下になります。

  • 温度
  • 位置
  • 人感
  • 振動や音波
  • 加速度
  • ひずみ

②ビーコン

対象となる物体のIDと位置情報などを紐づけて能動的に通知する役割を担います。

③メーター

対象となる物体の状態やデータを測定する役割を担います。

④ゲートウェイ

センサーやビーコンなど複数のデバイスをまとめ、ネットワークに中継する役割を担います。

⑤ネットワーク

センサーやビーコンなどが検知・収集したデータを、サーバーに転送・集約する役割を担います。

代表的なIoT向けネットワークプロトコルは以下になります。

LPWA
消費電力を抑えて安価に遠距離通信が可能
ECHONET
家庭内ネットワーク向け
MQTT
リアルタイム性があり複数デバイス対応に適している
CoAP
従来のインターネットプロトコルをIoT向けに最適化したもの
Physical Web
Googleが発表したアプリを介さず機器とインターネットを連携できる標準規格

代表的なIoT向け近距離無線方式は以下になります。

Wi-Fi
・PCなどのインターネット接続用途で幅広く利用されている
・産業機器などの利用も進んでいる
Bluetooth
・スマホなど周辺機器接続など幅広く利用されている
・消費電力が低くIoT向きの無線方式
ZigBee
・センサー接続を想定されてつくられた無線方式

IoTに必要な4つのプログラミング言語

IoT開発にはIoTに適したプログラミング言語が必要です。

代表的な4つのプログラミング言語を、それぞれ解説していきます。

①Python

Pythonは構文がシンプルでわかりやすいプログラミング言語です。

少ないコード量でプログラムが書けます。

とても学びやすいプログラミング言語といえるでしょう。

Pythonは小規模プロジェクトから大規模プロジェクトまで幅広く利用されています。

特に最近では「AI分野の機械学習や深層学習」での利用が増えています。

IoTでもますます利用されていくプログラミング言語といえます。

Pythonの詳細は以下の記事で解説しています。

Pythonをわかりやすく解説

②Java

Javaはプログラミング初心者や未経験者には少し難しいですが、多くのメリットがあるプログラミング言語です。

Javaには以下のような特徴があります。

  • 特定のハードウェアに依存しない
  • WindowsやMacなどのOSに依存しない

つまり、Javaは「プラットフォームに依存しない」特徴をもっています。

また、セキュリティ性が高いという特徴もあります。

そのため、非常に使いやすい言語として数多くの開発現場で利用されています。

IoTのバックエンド・インフラ環境の構築でも利用されているプログラミング言語です。

Javaの詳細は以下の記事で解説しています。

Javaをわかりやすく解説

現在、IoT開発で主流となっているプログラミング言語は「Python」と「Java」です。

③C/C++

C/C++はプログラミング初心者や未経験者には難しいですが、IoTでは重宝されるプログラミング言語です。

C/C++が扱えると、機械に直接指示が出せるようになります。

IoTでは主に「組み込み系」で利用されます。

Cは、処理が軽量なシステム構築に適しています。

C++は、複雑な処理・制御をおこなう場合に適しています。

CとC++は互換性があります。

  • 機能A → Cで構築
  • 機能B → C++で構築

このような形で使い分けができるメリットがあります。

④R

Rは「統計解析」に特化したプログラミング言語です。

「AI分野のデータ解析や機械学習」に利用されています。

RはAIの需要とともに、人気が高まってきています。

IoTに必要な言語として、注目されているプログラミング言語でもあります。

Rには以下のような特徴があります。

  • シンプルで少ないコード量のプログラムが書ける
  • WindowsやMacなどのOSに依存しない
  • コードを書くには統計学の知識が必要

IoTでは、AIや機械学習を用いたデータ解析を連携することが増えています。

そのため、今後ますますRの広まりが期待されています。

IoTに必要な5つのスキル

IoT開発には幅広いスキルと知識が必要です。

主に必要となる5つをそれぞれ解説していきます。

①制御・組み込み系スキル

IoTはCPUやセンサーなどをモノに組み込んで、製品開発することが多いです。

そのため、モノにCPUやセンサーなどを組み込み、制御するスキルが必要になります。

具体的に必要なスキルや知識は、主に以下です。

  • 組み込み系のプログラミング言語 (Java・C/C++など)
  • OS (Windows・Mac・Linuxなど)

②ネットワーク環境構築スキル

IoT製品は「Wi-Fiなどの無線LAN」や「Bluetooth」などのネットワークに接続して、使用されます。

Wi-Fiなどの無線LAN
送受信できるデータ量: 大
消費電力: 大
Bluetooth
送受信できるデータ量: 小
消費電力: 小

このようにネットワークにより特徴が異なります。

例えばリアルタイム処理が必要な場合などは、「データが途切れず効率よく送受信できるネットワーク環境」を構築する必要があります。

最適なネットワーク環境を構築するためには、ネットワークについてのスキルや知識が必要になります。

③セキュリティ対策スキル

IoT製品はネットワークに接続するので、PCやスマホと同じように悪質なサイバー攻撃を受けてしまう可能性があります。

そのため、悪質なサイバー攻撃から守るためのセキュリティ対策スキルが必要になります。

また、IoT製品に蓄積されるデータは貴重な「資産」となります。

その資産であるデータの破損や漏洩などは防がなければなりません。

そのため、データの取り扱いに対する情報セキュリティの知識も必要になります。

④アプリケーション開発スキル

IoT製品には、以下のようなことなどが求められます。

  1. 蓄積したデータをPCやスマホからわかりやすい図やグラフで確認できる
  2. 離れた場所でもスマホから操作することができる

そのためには、PCやスマホのアプリケーションが必要になります。

そのため、IoTエンジニアには「PC・スマホのアプリケーション開発スキル」が求められます。

⑤AI・機械学習についてのスキル

IoT製品には「蓄積したデータを活用した便利な機能」が付加価値として求められます。

例えば、データにあわせて「製品の最適な設定や操作を自動化する」などです。

このような機能をもつIoT製品は、どんどん増えています。

そのような仕組みには、AIや機械学習が活用されます。

そのため、AIや機械学習についてのスキルや知識が必要になります。

IoTエンジニアになるための3つの方法

IoTエンジニアになるためには、幅広いスキルと知識が必要です。

  1. 制御・組み込み系スキル
  2. セキュリティ対策スキル
  3. ネットワーク環境構築スキル
  4. アプリケーション開発スキル
  5. AI・機械学習についてのスキル

これらを独学で身につけるには、かなりの時間とコストがかかるので現実的ではありません。

そこで「IoTエンジニアになるための効率的な3つの方法」を、紹介していきたいと思います。

①実務をとおしてスキルを身につける

必要なスキルをすべて習得してからIoTエンジニアになるのは、あまり現実的ではありません。

なぜなら、必要なスキルをすべて習得するにはかなりの時間とコストがかかります。

また、実務から習得したほうが早いスキルも多くあるためです。

PythonやJavaなどIoT開発に必要なプログラミング言語を習得する

PythonやJavaが扱えるエンジニアとして実務経験を数年ほど積む

実務で得たスキルや知識を生かしてIoTエンジニアを目指す

このような流れがおすすめです。

ちなみに、まず手軽にIoTを体験するなら「obniz」がおすすめです。

僕は「obniz」の「AI Robot Kit」を実際に購入して、IoT体験をしました。

IoTの基礎概念などを理解するには、とてもおすすめのアイテムです。

②プログラミングスクールに通う

プログラミングスクールでは、現役のIoTエンジニアに質問や相談をしながら学ぶことができます。

  • 何から学べばいいのかわかる
  • IoTエンジニアとしての就職・転職に必要なものがわかる
  • わからないことを質問や相談できる環境

これらは大きなメリットになるので、IoTエンジニアを目指しやすくなるでしょう。

Python・AI開発が学べるプログラミングスクール・コースを徹底比較してみた

Javaが学べるプログラミングスクール・コースを徹底比較してみた

③資格を取得する

IoTに関する資格があれば、IoTエンジニアに必要なスキルがあることが伝わりやすくなります。

おすすめの資格は以下の3つです。

IoT検定

iot-kentei

エンベデッドシステムスペシャリスト試験

embedded-systems-specialist

IoTシステム技術検定試験


資格取得の勉強をとおして、IoTエンジニアとして必要な知識が身につくというメリットもあります。

新しい知識やスキルも習得しやすくなるでしょう。

まとめ

今回の内容をそれぞれまとめていきます。

  • 「Internet of Things」の頭文字をとったもの
  • 「モノをインターネットにつなぐこと」
【国内IoT市場の支出額の予測】
2021年: 約9.3兆円
↓ (約1.35倍)
2024年: 約12.6兆円
  1. センサー
  2. ビーコン
  3. メーター
  4. ゲートウェイ
  5. ネットワーク
  1. Python
  2. Java
  3. C/C++
  4. R

→IoT開発で主流となっているプログラミング言語は「Python」と「Java」

  1. 制御・組み込み系スキル
  2. セキュリティ対策スキル
  3. ネットワーク環境構築スキル
  4. アプリケーション開発スキル
  5. AI・機械学習についてのスキル
  1. 実務をとおしてスキルを身につける
  2. プログラミングスクールに通う
  3. 資格を取得する

現在、政府主導のもと製造業などモノ作り業界のIoT化が急速に進んでいます。

同時にIoT家電が生活の一部となりつつあります。

このような背景もあり、DXが進む中、IoTエンジニアが不足しているのが現状です。

今後はIoTのスキル・知識を持つIoTエンジニアの需要が、ますます高まっていくと予測されています。

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