IoTと組込みシステム開発におけるポイント解説！必要スキルから開発会社の選定基準まで

昨今、家電製品を始め、オーディオ機器、空調機器、スマートウォッチなど、「モノ」がローカルネットワークやインターネットに接続して各種情報や制御のやり取りを行えるデバイスが増えています。これらのデバイスをIoT（Internet of Things/モノのインターネット）と言います。

そして、これらIoTデバイスの普及とともに、これらの開発に関わる案件が増えてきています。例えば、IoTデバイスのセンサーからデータを取集し、Bluetoothや無線LANなどを通してクラウドサーバ側へデータを渡す技術は、IoTにおいて必須のものとなっています。

本記事では、IoTビジネスのヒントになるIoTの仕組みや、IoTでのソリューションを実際に開発する際のポイントについて紹介していきます。

1.IoTとは

IoTの概要

まずは、IoTについて確認していきましょう。IoTは、「Internet of Things」の略であり、日本語では「モノのインターネット」とも訳されます。IoTの技術を利用すれば、あらゆるモノがインターネットに接続できる状態になるになります。

IoTのメリット

IoTの技術を用いることで、私達はどのようなメリットを享受することができるのでしょうか。IoTによって我々が得られるメリットをいくつか紹介します。

生産性の向上

IoTデバイスは、自動化されたプロセスによって人間の介入を必要とせず、生産性を向上させることができます。例えば、工場の機械の故障やメンテナンスが必要な場合に、IoTセンサーが問題を検知して自動的に警告を発することで、製造プロセスが滞りなく続けられるようになります。


快適性の向上

IoTデバイスは、快適な環境を提供することができます。例えば、スマートホームシステムは、居住者が家の中で快適に暮らすために、自動的に照明や温度調整を制御することができます。また、IoTのセンサーを使った監視システムでは、不審な動きをするものを検知することもでき、防犯・防災にも役立ちます。


パーソナライズされたサービス

IoTデバイスは、個人のデータを収集し、分析することができます。これにより、よりパーソナライズされたサービスを提供することができます。例えば、AppleWatchなどは、心拍数や血中酸素濃度などを図り、個人の健康状態を追跡し、ランニングのサポートなどもこれまでのデータと照らし合わせて提案してくれます。


このように、IoTの技術を用いることで、リアルタイムなデータと紐付け、物理的なサポートを行ってくれるという特徴があります。

2.IoTの仕組み

IoTはいくつかの要素によって、その役割を果たしています。IoTを構成している要素について確認しておきましょう。

これらの要素を確認することで、実際にIoTツールを作ろうというときに、何が必要かという理解がはかどります。

IoT機器には、カメラ、センサー、無線通信などの機能が搭載されます。デバイスに組み込まれたセンサーでデータを取得し、ゲートウェイ、ネットワークを通じてクラウドやサーバーでデータを分析し、さらにアプリケーション上でデータを可視化、デバイスの使用方法を最適化するという流れで情報が処理されます。

センサーから収集されたデータは、モノに組み込まれたコンピューターによって制御されます。その時に重要な役割を持つなのが、組み込みシステムです。IoTと組み込みシステムは親和性があるため、組み込みシステムについても確認しておきましょう。


組み込みシステムとIoT

組み込みシステムは、機械や装置等の特定の機能を実現するために「組み込まれる」コンピュータシステムのことを指します。

具体例としては、日常生活で使用する電子レンジやエアコン、炊飯器などの家電などがあります。温度調整やタイマー機能をはじめとした制御機能があり、基本的に人がどのような操作をしてもエラーにならないように作られています。言い換えると、センサーとモノを繋ぐのが組み込みシステムとも言えます。

IoTでは、モノの中にセンサーなどが組み込まれるケースが多いです。センサーから収集されたデータは、モノに組み込まれたコンピューターによって制御されます。その時に重要な役割を持つのが、組み込みシステムです。IoTと組み込みシステムは親和性があるため、組み込みシステムについても確認しておきましょう。

3.IoT開発の流れと必要なスキル

IoT開発の流れ

IoT開発におけるプロジェクトの進め方は、基本的には一般的なソフトウェア開発と変わりません。以下のようなステップでプロジェクトは進んでいきます。

しかし、流れの中において、IoTならではのポイントなる項目もありますので、確認しておきましょう。

・プロトタイプの開発

IoT開発では、ハードウェアとソフトウェアの両方を考慮する必要があるため、IoTデバイスやセンサーの選定、通信プロトコルの設計、アプリケーションの開発など、様々な要素を含めた開発が必要です。 特にIoTデバイスには様々な種類のセンサーやアクチュエーターが使用されるため、これらのセンサーやアクチュエーターが正しく動作することを確認するためにも、プロトタイプの開発が必要になります。

・クラウド基盤の構築

IoTサービスの場合、大量のデータを扱う必要があるため、クラウド基盤の構築が必要となります。クラウド基盤を構築することで、データの収集・管理・解析、アプリケーションとIoTデバイスの連携などが容易になります。

・セキュリティ対策の実施

IoTデバイスは、ネットワークに接続されているため、セキュリティ対策が非常に重要です。IoTデバイスやセンサーには脆弱性があるため、それらを攻撃されることで、ユーザーのプライバシーやデータが漏洩する可能性があります。これを防ぐために、綿密なセキュリティ対策を実施しましょう。

IoT開発に必要なスキルとは

上記で見てきたように、IoT開発においては、モノを制御する仕組みづくりと、制御の材料となるデータを集めたり、処理したりするソフトウェア、またモノとネットをつなぐためのクラウド面への理解や、ユーザー体験をより良くするための操作アプリケーションなど、必要な要素を分けることができます。それら各々にある特性・知識への理解、およびそれらを関連づける知識・ノウハウが必要となります。

具体的に、どのようなスキルが必要になるのか、項目別に見ていきましょう

組み込み系のスキル

IoT開発に必要なスキルの中でも重要なのが、「組み込み系のスキル」です。IoTはデバイスに機能を組み込み、デバイスを操作することが前提となるため、組み込み系の開発スキルが不可欠です。特に、最小限の機能でエラーを起こさないようにするというポイントが重要となります。 組み込み系のスキルに必要な言語は、メインであるC言語をはじめ、C++やJavaなども必要となります。また、OSの知識も必要で、LinuxやWindowsなどが使われます。さらに、ハードウェアの知識も必要です。デバイス、基盤、センサーなどのハードウェアに関する知識が必要となります。

ネットワークやクラウドのスキル

IoT開発において、モノをインターネットやクラウドにつなぐ必要があるため、ネットワークやクラウドに関するスキルが必要になってきます。具体的には、リアルタイム通信などで効率よくデータの送受信ができる環境を構築することが求められます。これには、Wi-Fi、モバイル通信、Bluetoothなどの通信プロトコルの知識や設定方法が必要です。

セキュリティ対策のスキル

IoTは、ネットワークと接続して運用されるため、外部からの攻撃や情報漏洩のリスクが高まります。もしセキュリティ対策を怠ると、個人情報や企業秘密などの機密情報が漏洩し、深刻な問題を引き起こすことになります。

AIや機械学習のスキル

IoT開発において、AIや機械学習のスキルがあることで、IoTデバイスから収集したデータから特徴を把握、より高度な分析をすることができます。これによって、IoTデバイスの活用範囲が大幅に広がり、他の製品との差別化にもつながります。

電気・電子回路のスキル

電気・電子回路のスキルはIoT機器やセンサーを接続するために必要なスキルです。具体的には、センサーの出力形式やボルト数、ドライバの必要性などを総合的に判断するスキルが必要です。これらのスキルを持たない場合、センサーや部品の破損につながる可能性があります。

アプリ開発の知識

現代では、スマートフォンやデスクトップなどの端末を使用して、データの確認や操作ができるようにするが一般的になっています。そのため、スマートフォンやタブレット用のアプリ開発が必要になります。

信号処理のスキル

取得したデータは、音声信号、光学信号、電磁気信号など様々な電気信号に変換する必要があります。信号処理のスキルを持つ開発者は、これらのデータを適切に処理し、必要な情報を抽出することができます。

このように、IoT開発においては複数のスキルを要します。そのため、社内に十分なリソースがない限りは、IoT開発を得意とする社外のパートナーに相談するほうがよいでしょう

3.IoT開発の外注先を選ぶ際のポイント

開発会社の得意とする分野を見極める

IoT開発の外注先を選ぶ際には、開発会社の得意分野を見極めることが非常に重要です。システム開発会社によって得意分野は異なり、小型機器型組み込み系、通信スピードの高速化に特化した通信型組み込み系、プラント型組み込み系など、得意分野は様々です。

組み込みシステムの開発を外注する場合、「外注先の企業が得意とする領域」をしっかり調べることが必要です。これにより、開発会社が得意とする分野に関する知識やノウハウを活用することができ、開発の効率性や品質向上が期待できます。

目的に合わせて開発対応範囲を明確にする

IoT開発の外注先を選ぶ際には、目的に合わせて開発対応範囲を明確にしましょう。

例えば、企画から保守運用まで一貫して任せたいのか、システムの開発のみか、IoT開発のコンサルティングも受けたいのか、開発はデバイスやクラウドだけでいいのか、アプリケーション開発まで行いたいのか等、何を行いたいのか明確にしておくことが大切です。それぞれのニーズに対応できる外注先を選定することが、円滑なプロジェクト進行や品質の担保につながります。

技術力の評価

IoT開発に必要な技術力を有しているかどうかを確認する必要があります。具体的には、組み込みシステム開発やネットワーク技術、クラウド技術、セキュリティ対策などが挙げられます。また、IoT開発に必要なハードウェアやソフトウェアの知識も重要なポイントです。IoT開発においては、多岐にわたる技術力が必要であるため、技術力の評価をしっかりと行い、優秀な外注先を選ぶことが成功の鍵となります。

サービスやサポート体制

IoT開発には、デバイスの設計・開発からクラウド基盤まで一貫して対応する必要があるため、サービスやサポート体制も重要な要素です。また、IoTシステムの保守・運用にも対応できる体制が整っているかどうかも重要なポイントです。開発後のサポートがしっかりしているかどうかを確認することで、安心してIoTシステムの開発を進めることができます。

進行管理力

ソフトウエア開発とは違って、製品そのものを作り上げていくため、基本的にはいくつかプロトタイプ版を作ってテストと修正を繰り返し、最終的に製品化、量産化というステップを踏むため、こうしたフロー・サイクルを回していく進行管理力が必要となります。

予算

IoT開発においては、開発に必要なコストが高額になることが多いため、外注先を選ぶ際にはコスト面からも評価する必要があります。適切な価格帯を選定するためには、複数の開発会社の見積もりを比較し、見積もり内容に含まれるサービスやサポートの詳細について確認する必要があります。見積もりには最低限以下の項目を確認しておきましょう。

• 希望する搭載機能概要
• 機能に則ったおおよその仕様（電源や通信仕様など）
• 予算感、スケジュール・プロトタイプの数量（製品全体を依頼する場合）
• テスト範囲
• その他要望など

これらの要素を網羅した会社を探し、適切な依頼先を見つけることが、IoT開発成功の第一歩となります。とはいえ、なかなかこうしたスキル・条件をクリアする会社を1件1件問い合わせて精査するのは、かなりの時間と労力を使います。

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5. IoT開発のまとめ

今回は、IoTや組み込みシステム開発について、必要なスキルや開発会社の選定基準とともにご紹介しました。IoTや組み込みシステム開発には、幅広い知識や技術が求められるため、予算だけでなく開発会社の得意とする分野を見極めることが必要です。

身近になってきたIoTですが、いざ自社で開発しよう・新プロジェクトとして立ち上げようとすると、どのように進めればよいか、わからないことも多いと思います。「短時間で複数社を比較・検討したい」「どのように比較すればよいかわからない」と考えている方は、まずはプロに無料で相談してください。

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