IoT開発初心者でもわかる！5つのプログラミング言語と学習のコツ

最近、IoT（Internet of Things）が普及していることで、IoT開発エンジニアの需要が高くなっています。

でも「IoT開発をこれからはじめてみたい」と考えている方は、いろいろと疑問があるのではないでしょうか？

たとえば、

など。

こんな疑問にお答えします。

この記事の内容

この記事を書いているわたしは、デジタル回路設計歴20年です。これまでの経験と知識を活かし、現在はマネージャーとして商品企画や開発チームのサポートを行っています。

今回は、IoT開発でよく使われるプログラミング言語や、プログラミングを学ぶ手順、IoTエンジニアに求められるスキルや資格についてわかりやすく解説します。

先に紹介しておくと、IoT開発でよく使われるプログラミング言語は、次の5つです。

IoT開発に興味がある方は、ぜひ読んでみてください。

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IoT開発でよく使われるプログラミング言語（5つ）

IoT開発でよく使われるプログラミング言語は、次のとおり。（順番には特に意味はありません）

① JavaScript（ジャバスクリプト）

>> https://developer.mozilla.org/ja/docs/Web/JavaScript（画像は左記より引用）

JavaScriptは、Webサイトに動きを加えるプログラミング言語です。特徴は以下のとおり。

JavaScriptで使われるライブラリとフレームワーク

JavaScriptのプログラム開発で使われる、ライブラリやフレームワークを紹介します。

名前	種類	説明
jQuery	ライブラリ	HTML文書の操作やアニメーション、イベント処理、Ajaxなどをかんたんに行えるようにするライブラリ。
React.js	フレームワーク	UIコンポーネントを作成するためのフレームワーク。 仮想DOMを用いて高速なレンダリングを実現する。
AngularJS	フレームワーク	MVCアーキテクチャに基づいたWebアプリケーション開発用のフレームワーク。 データバインディングや依存性注入などの機能を提供する。
Vue.js	フレームワーク	シンプルで軽量なWebアプリケーション開発用のフレームワーク。 データバインディングやコンポーネント指向などの特徴がある。
Backbone.js	フレームワーク	MVCアーキテクチャに基づいたWebアプリケーション開発用のフレームワーク。 RESTful APIとJSON形式のデータ交換に対応している。

上記は一例です。ほかにもたくさんのライブラリやフレームワークがあります。

JavaScriptで書いた「Hello World」を表示するプログラム

プログラミング言語をあまり見たことのない方のために、以下にかんたんな例を示します。

以下は、「Hello World」という文字をパソコンの画面に表示するプログラムです。

console.log ('Hello World')

② Python（パイソン）

>> https://www.python.org/（画像は左記より引用）

Pythonは、Webアプリ、人工知能、機械学習などで使われるプログラミング言語です。特徴は以下のとおり。

シンプルな構文と習得しやすいライブラリがあるので、IoT開発ではよく使われています。

さらに、Pythonには大規模な開発者コミュニティがあり、プログラミングをかんたんにする新しいツールの開発に常に取り組んでいます。

Pythonで使われるライブラリとフレームワーク

Pythonのプログラム開発で使われる、ライブラリやフレームワークを紹介します。

ほかの言語と比べて、Pythonではたくさんのライブラリやフレームワークが提供されています。

名前	種類	説明
Flask	フレームワーク	シンプルで軽量なWebアプリケーション開発用のフレームワーク。 RESTful APIやデータベースの操作などが容易に行える。 https://flask.palletsprojects.com/
Django	フレームワーク	高機能で堅牢なWebアプリケーション開発用のフレームワーク。 MVCアーキテクチャに基づいており、認証や管理画面などが備わっている。 https://www.djangoproject.com/
TensorFlow	ライブラリ	機械学習（マシンラーニング）や、深層学習（ディープラーニング）を行うためのライブラリ。 計算グラフを用いて効率的にデータ処理を行うことができる。 https://www.tensorflow.org/
Scikit-Learn	ライブラリ	機械学習（マシンラーニング）やデータ分析を行うためのライブラリ。 分類や回帰、クラスタリングなど多くのアルゴリズムが実装されている。 https://scikit-learn.org/
Numpy	ライブラリ	数値計算を行うためのライブラリ。 高速かつ効率的に多次元配列や行列演算を扱うことができる。 https://numpy.org/
Pandas	ライブラリ	データ分析を行うためのライブラリ。 DataFrameという表形式のデータ構造を提供し、読み込みや加工、集計などがかんたんに行える。 https://pandas.pydata.org/
Matplotlib	ライブラリ	データ可視化を行うためのライブラリ。 折れ線グラフや棒グラフ、散布図など多種多様なグラフを描画できる。 https://matplotlib.org/

Pythonで書いた「Hello World」を表示するプログラム

以下は、「Hello World」という文字をパソコンの画面に表示するプログラムです。

print ("Hello World")

③ Java（ジャバ）

>> https://www.java.com/ja/（画像は左記より引用）

Javaは、大企業のシステム開発や、Androidアプリ開発、そしてIoTの分野でも使われているプログラミング言語です。特徴は以下のとおり。

Javaで使われるライブラリとフレームワーク

Javaのプログラム開発で使われる、ライブラリやフレームワークを紹介します。

名前	種類	説明
Open Connectivity Foundation	フレームワーク	IoTデバイス間の接続を標準化するためのフレームワーク。 https://openconnectivity.org/
OpenHAB	プラットフォーム	スマートホーム用のオープンソースプラットフォーム。 IoT機器からのセンサー値をスマホに表示したり、機器間やサービスと連動することができる。 https://www.openhab.org/
Jackson	ライブラリ	JSONデータをJavaオブジェクトに変換するためのライブラリ。 https://github.com/FasterXML/jackson

Javaで書いた「Hello World」を表示するプログラム

以下は、「Hello World」という文字をパソコンの画面に表示するプログラムです。

public static void main (String [] args ) {
    System.out.println ("Hello World");
}

④ Rust（ラスト）

>> https://www.rust-lang.org/ja（画像は左記より引用）

Rustは、システムレベルのプログラミングで使われている比較的新しいプログラミング言語です。特徴は以下のとおり。

上記のとおり、同時処理、安全性、メモリ管理機能を持ち、組み込みシステムやIoTデバイスのプログラム開発に向いています。

Rustで使われるライブラリとフレームワーク

Rustのプログラム開発で使われる、フレームワークを紹介します。

名前	種類	説明
Sycamore	フレームワーク	高速なWebアプリケーション開発用フレームワーク。 https://sycamore-rs.netlify.app/
Yew	フレームワーク	RustでWebアプリケーションを構築するためのフレームワーク https://yew.rs/
Seed	フレームワーク	RustでWebアプリケーションを構築するためのフレームワーク https://seed-rs.org/

Rustで書いた「Hello World」を表示するプログラム

以下は、「Hello World」という文字をパソコンの画面に表示するプログラムです。

fn main() {
    println!("Hello World");
}

⑤ C（シー）・C++（シープラスプラス）

>> https://isocpp.org/（画像は左記より引用）

C と C++は、組み込み機器を制御するために使われるプログラミング言語です。特徴は以下のとおり。

C言語は、1972年にリリースされた歴史の古いプログラミング言語で、処理速度の速さが特徴。C は、「C言語」と呼ばれることが多いです。

C++は、C言語の機能を拡張させて、より効率的なプログラミングができるように開発されました。

C ・ C++で使われるライブラリとフレームワーク

C ・ C++のプログラム開発で使われる、ライブラリを紹介します。

名前	種類	説明
Arduino	ライブラリ	オープンソース・ハードウェア。 （回路図や基板レイアウト図は、ArduinoのWebサイトからだれでも入手可能） C++を用いたIoTのプロトタイプやプロジェクトを構築するためのライブラリやツールを提供する。 https://www.arduino.cc/
FreeRTOS	OS	リアルタイム・オペレーティングシステム（RTOS）。 メモリの容量やCPUの処理能力が限られたIoTデバイスにおいて、タスクとリソースを効率的に管理するための、小さく効率的なカーネル。 https://www.freertos.org/

Arduinoは、イタリアで開発された「手軽に電子工作が楽しめる」というコンセプトのマイコンボードです。

組み込み機器で人気の「Arduino（アルドゥイーノ）」は、「C言語」と「C++」をベースにしたプログラミング言語。C/C++に慣れたらArduinoへの移行はかんたんです。

C言語で書いた「Hello World」を表示するプログラム

以下は、「Hello World」という文字をパソコンの画面に表示するプログラムです。

# include <stdio.h>
int main (void) {
   printf ("Hello World");
   return 0; 
}

IoT開発では、どのプログラミング言語を選べばいいの？

上記の通り、IoT開発ではいろいろなプログラミング言語が使われています。

すべてのIoT開発で使える統一されたプログラミング言語っていうのは存在しないんですね。

プログラミング言語にはそれぞれ特徴があります。この特徴をふまえて、作りたい製品の用途・目的を実現できるように、プログラミング言語を選ぶ必要があります。

まずは、それぞれの言語の特徴を説明しますね。

IoT開発で使われるプログラミング言語と特徴

プログラミング言語	特徴
JavaScript	・Webブラウザやサーバーなど、幅広い環境で動作する。 ・リアルタイム性が要求されるアプリ向き。
Python	・データ分析やAIなど最先端技術に強い。 ・初心者でも学びやすく人気が高い。
Java	・ネットワーク（クラウド）や、データ分析（アプリケーション）向き。 ・データや処理をまとめたオブジェクトという単位でプログラミングする。
Rust	・安全性、速度、並行性の3つに注力されている。 ・Mozillaが支援しており、Firefoxの一部もRustで書かれている。
C/C++	・IoTデバイスなどの組み込み機器の制御プログラムでよく使用されている。 ・ハードウェアに近いレベルでプログラミングできる。

プログラミング言語を選ぶポイント（3つ）

実際の製品開発では、どのプログラミング言語を使うかは、開発したいアプリに求められる機能や性能と、それぞれの言語の長所・短所を見比べて決めることになります。

と言っても、これからプログラミングを学ぼうとする初心者の方にはよくわかりませんよね。

プログラミング言語を選ぶときは、以下のポイントを参考にしてください。

• 自分がどんなアプリを作りたいかを決めましょう。
  作りたいアプリによって、どのプログラミング言語を使うかはある程度決まっています。
  自分の興味や目的に合った言語を選ぶことで、学習意欲も高まります。
• 初心者でも学びやすいかどうかを考えましょう。
  難易度や文法などが初心者でも理解しやすいかどうかも重要。
  また、学習資料やサポートコミュニティが豊富かどうかもチェックしましょう。
• 今後も需要があるかどうかを見極めましょう。
  将来的にも活用できるスキルを身につけたい場合は、市場動向やトレンドなども参考にしてください。
  人気や需要が高い言語は競争力も高くなります。

以上が、IoT開発でよく使われるプログラミング言語と、その選び方です。

プログラミング言語を選ぶポイントは、

自分が作りたいアプリと、同じプログラミング言語を選ぶこと

です。

なぜなら、作りたいアプリの目標が具体的にはっきりしている方が、学習のモチベーションアップになるからです。

自分の目標や興味に合った言語を選んで、楽しく学びましょう！

プログラミングを学ぶ手順（5つのステップ）

IoT開発ではたくさんのプログラミング言語が使われていて、その種類の多さにおどろいたかもしれません。

でも安心してください。IoT開発のプログラミング言語の学習は、思ってるほど難しくはないです。正しい手順を踏めば、だれでもIoTのプログラミングを身につけることができます。

ここでは、プログラミングの学習手順を紹介します。

サーバーサイドのプログラミングか、IoTデイバスか？ で、細かい学習手順は違いますが、おおまかイメージはつかめると思います。

ステップ①：「プログラミング言語」を決める

1つ目のステップは、どのプログラミング言語を学ぶか？ を決めることです。

作ってみたいアプリって何かありますか？

たとえば、作りたいアプリが「JavaScript」で作られているなら、「JavaScript」を手始めに学んでみる、です。

自分が作りたいアプリと同じプログラミング言語を学ぶと、モチベーションアップにつながって良いと思います。

もしまだぼんやりとしているなら、分野別に、Web系アプリなら「JavaScript」、データ分析なら「Python」、組み込み系であれば「C言語」を学ぶのが無難です。

ステップ②：「書き方のルール」（文法）を学ぶ

２つ目のステップは、選んだプログラミング言語の「書き方のルール」を学ぶことです。

プログラミング言語には、どのキーワードをどういう順番で書くか、英語の文法と同じように書き方のルールがあります。この決められたルールのことを「文法」と言います。

複雑なプログラミングを学ぶ前に、選んだ言語をどのようなルールで書けばいいか、「文法」を覚えることが先決です。

YouTubeでは無料のプログラミング教材があふれています。プログラムを実際に書いてビルドして、動かしてみてください。

プログラミングを覚える近道は、「習うより、慣れろ」です。

ステップ③：「API」を学ぶ

プログラミング言語の「文法」を理解ができたら、３つ目のステップは、いよいよIoT開発独自のプログラミングを学ぶことです。

IoT開発のプログラミングとは、「API（Application Programming Interfaces）」と呼ばれる機能の操作方法を理解し、使いこなすこと。

たとえば、IoTデバイス同士を通信させたり、蓄積したデータを分析する場合、自分でいちからプログラミングするとかなり手間も時間もかかります。

でも安心してください。これらの処理をすぐに実行できるようにあらかじめ用意されたプログラムがあります。そのプログラムを「API」と言います。

「API」を使えばたった数行のプログラムでやりたいことができてしまいます。「API」を使うと、プログラムを書く手間と時間を大幅に減らすことができるんです。

「API」を理解する近道は、プログラムを書いて、その「API」を実際に使って動かしてみることです。

ステップ2と同じく、「習うより、慣れろ」です。

ステップ④：プログラムを書くことに慣れる

4つ目のステップは、いろいろなプログラムを書いてビルドして動かすことです。ここまでくれば、あと実践あるのみです。

エラーが出たときは、エラーの原因をさぐったり、試行錯誤したりして、「なるほど、そういうことか！」と、新たな気づきをすることでより理解が深まっていくと思います。

プログラミングは「習うより、慣れろ」です。とにかく手を動かしてたくさんプログラムを書きましょう！

プログラミングは書くことでどんどんスキルアップしていきます。

ステップ⑤：業界のトレンドを把握する

最後のステップは、IoT業界の最新動向を把握することです。

IoTの技術がどのように進歩し、何ができるのか？ を理解することは、ユーザーのニーズを満たす製品を開発するために必要だからです。

プログラミング以外に目を向けることも、エンジニアとしては大事な要素です。

IoT開発のプログラミングを学ぶことは難しくはありません。正しい手順で学べば、だれでもIoTのプログラミングを身につけることができます。

IoT開発エンジニアに求められるスキル（5つ）

IoTが日常生活の中でますます重要な役割を果たすようになるにつれ、IoTのシステム設計、実装、保守を行うエンジニアの需要が高まっています。

ここでは、IoTエンジニアに求められる5つのスキルや知識を紹介します。

スキル	説明
① プログラミング	・JavaScriptやPythonなどのプログラミングの知識。 ・IoTシステムの制御や監視できるアプリを開発できる。
② ネットワーク	・TCP/IP、HTTP、MQTT、Bluetooth、LoRAなど、IoTシステムで使用される通信プロトコルの知識。 ・デバイス同士の通信を可能にするためのネットワークの構築や設定ができる。
③ セキュリティ	・暗号化、認証、アクセス制御、ファイアウォール、脆弱性診断などのセキュリティ技術の知識 ・IoTシステムをサイバー攻撃から保護するなど、安全性を確保した開発ができる。
④ データ分析	・データベース、データマイニング、機械学習などのデータ分析技術の知識 ・IoTデバイスから収集されたデータを分析し、ビッグデータを活用する開発ができる。
⑤ ハードウェア設計	・IoTシステムのハードウェア構成や電子回路、センサーの使用方法に関する知識。 ・IoTシステムの回路設計ができる。

上記の5つのスキルや知識は、IoTエンジニアにとって重要なものばかり。

IoTシステムの設計・導入にあたっては、基礎となる技術を理解することはもちろん、いろいろな規制やセキュリティ、通信プロトコルも理解しておくことが大切です。

さらに言うと、IoTエンジニアには、1つのスキルだけでなく、複数のスキルが求められます。なので、自己学習や継続的な学習が重要になります。

また、IoT開発は技術の進歩が早いので、最新の技術やトレンドについて情報収集を行なって、自分の知識をアップデートすることが必要です。

IoTエンジニアを目指す方へ

上記を読まれた方は、「IoTエンジニアって、こんなたくさんのスキルや知識が必要なの？」っておどろいたかもしれません。

でも、その分、挑戦することも多く、エンジニアとしてのやりがいも大きい分野です。

IoTは今後ますます普及していきます。

自分のスキルや知識を生かして、IoTシステムの開発や改善に取り組むことで、より便利で快適な社会を実現することができるんです。これってほんとすばらしいことですよね。

あなたの挑戦が、新しい価値を生み出すことを期待しています！

IoT開発エンジニアに役立つ資格（3つ）

ここでは、IoT開発エンジニアに役経つ資格を3つ紹介します。

① IoT検定

IoT検定制度委員会が主催する検定試験です。2023年現在では以下の2つの試験が実施されています。

IoT検定ユーザー試験パワー・ユーザー（IoT-PU）

IoT検定ユーザー試験パワー・ユーザー（IoT-PU）は、IoTシステムを使うビジネスパーソンに向けた試験です。

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-PC）

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-PC）は、IoT開発プロジェクトを主導できるレベルを目指す試験です。

先日、わたしは「プロフェッショナル・コーディネータ」に合格しました。

下記リンクに、試験内容や勉強方法などまとめています。「どんな試験かちょっと気になる」という方はぜひ読んでみてください。

>>【IoT検定】レベル1試験 プロフェッショナル・コーディネータの勉強法（試験対策）

② IoTシステム技術検定

モバイルコンピューティング推進コンソーシアム（MCPC）が主催する試験で、難易度別に3つのグレードに分かれています。

IoTシステム技術検定 基礎（IoTアドバイザ）

IoTシステム技術検定 基礎（IoTアドバイザ）は、IoTを扱うビジネスパーソン向けの試験です。

IoTシステム技術検定 中級（IoTエキスパート）

IoTシステム技術検定 中級（IoTエキスパート）は、IoT構築に関する技術的な基礎知識が問われる試験です。

IoTシステム技術検定 上級（IoTプロフェッショナル）

IoTシステム技術検定 上級（IoTプロフェッショナル）は、IoTを用いた専門的なサービス構築に必要な知識が問われる試験です。

③ エンデベットシステムスペシャリスト試験（ES）

エンベデッドシステムスペシャリスト試験（ES）は、IPAが主催する高度情報処理試験のひとつで、IoT関連の試験の中では、最も難易度が高い試験です。

まとめ：IoT初心者向け 5つのプログラミング言語と学習のコツ

この記事では、IoTの開発で使われている代表的なプログラミング言語と、その学習手順について紹介しました。

IoTの世界は常に変化しています。コミュニティやカンファレンスに参加して、IoT業界の最新トレンドや開発ツールをチェックしましょう。そうすることで、常に最新の知識と技術を身につけることができます。

下記は、IoTエンジニアに役立つ資格「IoT検定」の紹介です。資格の内容や難易度、勉強法などについて解説しています。IoTの資格に興味のある方はぜひご覧ください。

>>【IoT検定】レベル1試験 プロフェッショナル・コーディネータの勉強法（試験対策）

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