モノのインターネット（IoT）は、日々オンラインになるデバイスが増え続け、急速に成長しています。この急成長に伴い、IoT開発ツールへの需要も高まっています。IoT開発ツールを使えば、企業はこうしたデバイスと連携できるアプリケーションを作成できます。
ジャンプ先：
- IoT開発ツールとは？
- IoTのユースケース
- 主要なIoT開発ツール
- AWS IoT
- Particle
- Mozilla WebThings
- Cisco IoT Cloud Connect
- Eclipse IoT
- Niagra 4.12
- PlatformIO
- IoT開発ツールの選び方
IoT開発ツールとは？
IoT開発ツールには、プラットフォーム、オペレーティングシステム、ハードウェアキットなど、さまざまな形態があります。IoT開発ツールの中には包括的なサービス群を提供するものがある一方、IoT接続やデータ分析など特定の領域に特化したものもあります。
IoT開発ツールの機能
IoT開発ツールには通常、次のようなさまざまな機能があります。
- IoTデバイス管理
- IoT接続オプション
- 分析とデータ可視化
- IoTセキュリティ
- アプリケーション開発とプロトタイピング
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IoTのユースケース
これらのアプリケーションは、デバイスの監視・制御、データの収集、分析の実行など、幅広い目的に利用できます。IoT開発ツールの必要性が高まっている背景には、IoTのユースケースが非常に多いことがあります。代表的なユースケースには、次のようなものがあります。
- スマートシティ： IoTは、都市をよりスマートで効率的にするために利用されています。世界各地の都市で、スマートパーキングシステム、交通管理システム、LED照明システムなどの導入が進められています。
- 産業IoT： 産業IoTは製造プロセスに変革をもたらしています。工場には、稼働状況の自動監視、障害の検出、生産プロセスの最適化を可能にするセンサーやコントローラーが導入されています。
- 小売IoT： 小売業者は、顧客サービスの向上と売上増加のためにIoTを活用しています。用途には、在庫量のリアルタイム追跡、顧客の嗜好に基づくパーソナライズされた推奨の提供、不正行為の検出などがあります。
- ヘルスケアIoT： 医療現場では、患者の遠隔モニタリング、服薬遵守率の向上、管理プロセスの効率化にIoTデバイスが利用されています。
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主要なIoT開発ツール
市場には、強みや得意分野がそれぞれ異なる主要なIoT開発ツールがいくつかあります。ここでは、市場を代表する7つのIoT開発プラットフォームを紹介します。
AWS IoT
AWS IoTはAmazonが提供する包括的なプラットフォームで、IoTデバイス管理、IoT接続、IoT分析のサービスを提供しています。また、サーバーレスコンピューティング向けのAWS Lambdaや、リアルタイムのデータストリーミングおよび処理向けのAmazon Kinesisなど、他のAWSサービスとの統合にも対応しています。
ソリューション
- デバイスソフトウェア：この分野では、FreeRTOS、AWS IoT Greengrass、AWS IoT ExpressLink、AWS IoT EduKitの4つのソリューションがあります。それぞれ異なる機能を提供します。例えば、FreeRTOSでは開発者がマイクロコントローラー向けオペレーティングシステムを展開でき、IoT Greengrassではエッジコンピューティングを実現できます。
- 接続・制御サービス：AWS IoTは、クラウドからIoTデバイスを安全に制御・管理するためのさまざまな選択肢を提供します。このカテゴリーには、AWS IoT Core、AWS IoT Device Defender、AWS IoT Device Management、AWS IoT Fleetwiseが含まれます。
- 分析サービス：AWS IoTは、IoTデータの監視と分析のために、IoT SiteWise、IoT Events、IoT Analyticsなどの分析ソリューションを提供しています。
Particle
Particleは、安全性とカスタマイズ性を備えたフルスタックのサービスとしてのIoTプラットフォーム（PaaS）を提供しています。統合型IoTプラットフォームにより、企業はエッジデバイスからクラウドまで、ソフトウェアアプリケーションを容易に管理・展開できます。
このソフトウェアを使えば、開発者はアプリケーションを簡単に作成・監視できます。ハードウェアは耐久性と安全性を重視して設計され、オペレーティングシステムは安定性と使いやすさを備えています。さらに、すべてがシームレスに連携するよう設計されているため、ユーザーは互換性の問題のトラブルシューティングに時間を費やす必要がありません。
ソリューション
- デバイスOS：ParticleのIoTデバイス向けオペレーティングシステムであるDevice OSは、複雑なファームウェア開発に煩わされることなく、IoT開発者がカスタムIoTアプリケーションを構築できるよう設計されています。無線（OTA）アップデート、リモートデバッグ機能、複数のIoT通信プロトコルに対応しています。
- Particle Connectivity：開発者が独自にネットワークスタックを構築する必要はありません。Particle Connectivityは、Wi-Fi、セルラー、メッシュネットワークなど、さまざまな選択肢を通じて安全なIoT接続を提供します。このソリューションは、シームレスなスケーラビリティと接続の完全な管理にも対応しています。
- Particle Cloud：IoT開発者は、Particle Cloudプラットフォームを通じてIoTデバイス、IoTデータ、IoTアプリケーションを管理できます。デバイス管理機能、サードパーティーのクラウドサービスとの統合、IoTアプリケーション内でイベントを発生させるためのWebhookサポートを備えています。
- プロビジョニング済みデバイス：Particleは、IoT開発ボード、IoTセンサー、IoTゲートウェイデバイスなど、IoT PaaSとシームレスに連携するよう設計された、プロビジョニング済みのIoTハードウェアを提供しています。
Mozilla WebThings
Mozillaは、IoT開発者向けソリューションについて説明する際、「Web of Things（WoT）」という用語を使うことを好みます。WebThingsはMozillaが開発したオープンソースのIoTプラットフォームです。WebThings Frameworkを使えば、Web Thing API（アプリケーション・プログラミング・インターフェース）を公開するIoTデバイスを簡単に構築できます。これにより、WoTゲートウェイやクライアントがデバイスを検出し、その機能を自動的に認識して遠隔制御できるようになります。
ソリューション
- Web Thing API：Web Thing APIはWebThings IoTプラットフォームの主要コンポーネントであり、ユーザーがWeb経由でデバイスを監視・制御できるようにします。現在、W3Cによって標準化が進められており、将来的には開発者が利用できるようになります。
- WebThings Gateway：Mozilla WebThings Gatewayは、複数のIoTプロトコルとWeb Thing APIを橋渡しする、オープンソースのWoTゲートウェイ実装です。ユーザーがデバイスを監視・制御できるWebインターフェースに加え、ゲートウェイのアーキテクチャ、ビルド手順、新しい翻訳の作成、リリース前のOTAアップデートのテスト、ゲートウェイOTAアップデートのリリースに関するドキュメントも付属しています。そのため、IoT開発者はMozilla WebThings Gatewayを使ってIoTソリューションを迅速にプロトタイプ化し、展開できます。
- WebThings Framework：Mozilla WebThings Frameworkは、開発者に堅牢なオープンソースIoT開発プラットフォームを提供します。Web Thing APIを公開する、再利用可能なソフトウェアコンポーネント群を備えています。これらのコンポーネントを使えば、さまざまなプログラミング言語でIoTアプリケーションを構築できます。さらに、WebThings Frameworkは複数のサードパーティーライブラリと互換性があります。そのため、既存の開発環境にフレームワークを簡単に統合できます。
- WebThings Cloud：Mozilla WebThings Cloudは、Web Thingをインターネット経由で遠隔かつ大規模に簡単に管理できるIoT開発ツール群です。クラウドサービスにはリモートアクセスサービスが含まれており、WoTゲートウェイ（またはデバイス）とWoTクライアントの間にエンドツーエンドで暗号化されたトンネルを作成し、安全なアクセスを実現します。WebThings Cloudを使えば、ユーザーは基盤インフラを気にすることなくIoTアプリケーションを簡単に開発・展開できます。
Cisco IoT Cloud Connect
Cisco IoT Cloud Connectは、デバイス管理、セキュリティ、データ分析、アプリケーション開発のための包括的なIoTプラットフォームを提供しています。
ソリューション
- IoTデバイスのオンボーディング：Cisco IoT Cloud Connectを使えば、IoTデバイスのプロビジョニング、ファームウェアのアップデート、ポリシー適用を自動化できます。
- IoTエッジコンピューティング：この機能により、ユーザーはクラウドではなくIoTデバイス上で分析や意思決定を実行できます。時間的制約のあるアプリケーションでは、ネットワーク負荷や遅延を低減できる可能性があります。
- IoTデータ分析とアプリケーション有効化：これにより、開発者はIoTデバイスデータから得た洞察を使って、IoTアプリケーションを迅速に構築できます。
- Cisco IoT Security：CiscoのIoTセキュリティソリューションは、IoTデバイス、ネットワーク、通信プロトコルに堅牢なセキュリティを提供します。
- 統合：Ciscoは、サードパーティーのIoT開発プラットフォームやテクノロジーとの幅広い統合機能を提供しています。
Eclipse IoT
Eclipseは、さまざまなプログラミング言語や環境向けの開発者ツールを構築するオープンソースコミュニティです。Eclipse IoT Working Groupは、複数のオープンソースIoT開発プロジェクトを提供しており、IoTゲートウェイ、IoTクラウドプラットフォーム、IoTテスト自動化ツール、IoTプロトコルなどが含まれます。
ソリューション
- Eclipse IoT Agile：Eclipse IoT Agile IoTは、IoTデバイス、クラウドプラットフォーム、IoTプロトコルを統合してIoTサービスを迅速に構築するためのプラットフォームです。IoTアプリケーションを作成するためのビジュアルツールに加え、IoTデバイスのオンボーディングやファームウェアアップデートの自動化にも対応しています。
- Eclipse IoT SmartHome：このプロジェクトは、オープンソースのルールエンジンやユーザーインターフェース設計用のビジュアルツールなど、スマートホーム向けIoTサービスを開発するためのフレームワークを提供します。
- Eclipse IoT Californium：Californiumは、低消費電力でネットワーク機能が限られた制約のあるIoTデバイス向けに設計されたCoAPプロトコルに焦点を当てたプロジェクトです。Eclipse IoT Californiumプロジェクトは、IoTアプリケーションにCoAPを実装するため、さまざまなプログラミング言語向けの複数のライブラリを提供しています。
- Eclipse IoT Paho：Pahoは、IoTデバイスをMQTTブローカーに接続するための、さまざまなプログラミング言語向けオープンソースIoTクライアントライブラリを提供しています。
Niagara 4.12
IoTでは、デバイスと企業のアプリケーションやシステムを接続するという課題に対応するため、ソフトウェアに新たなレベルの高度性が求められます。Niagara 4.12 Frameworkは、こうした課題に対応する包括的なソフトウェアインフラです。
スマートビルディング、データセンター、産業プロセス、スマートシティなど、企業活動のさまざまな領域において、ワークフローを管理する人々やシステムにリアルタイムの運用データを接続するための中央コンソールを提供します。Niagara 4.12 Frameworkは、信頼性、応答性、安全性に優れた高度なIoTアプリケーションを開発者が迅速に作成できる、IoT開発サービス一式を提供します。
ソリューション
- WebWiresheet 2.0：WebWiresheet 2.0は、ドラッグ＆ドロップ式の設計ツールを使って、IoTデバイス向けのグラフィカルユーザーインターフェース画面を簡単に作成できるIoT開発ツールです。
- HTML5 Niagara Network Point Manager：このツールは、Niagaraネットワーク内のIoTデバイス接続の管理に役立ちます。
- HTML5 BQL Builder：BQL（Building Query Language）は、建物データをリアルタイムでクエリするためのSQLベースの言語です。HTML5 BQL Builderを使えば、開発者はBQLクエリを簡単に作成してテストできます。
- Transform Pane：Transform Paneを使えば、開発者はIoTデバイスのデータがNiagaraネットワークを通過する際に、そのデータを操作できます。
- Expanded History Character Limitation：このアップデートにより、NiagaraでIoTデバイスの履歴データを保存する際の文字数上限が引き上げられます。
- Internationalization Support：Niagara 4.12は、IoTアプリケーション向けに複数の言語をサポートします。
- MQTT Azure Authenticator：このアップデートにより、Microsoft AzureクラウドプラットフォームのMQTTブローカーサービスを使ってIoTデバイスを認証できるようになります。
- HTTP Client Driver：HTTP Client Driverを使えば、IoTデバイスをHTTPプロトコル経由でWebサービスに接続できます。
- MSTP Engine Optimization：このアップデートにより、MSTP（Modbus Serial Tunneling Protocol）通信プロトコルを使ってIoTデバイスを接続する際のパフォーマンスと信頼性が向上します。
PlatformIO
PlatformIOは、クロスプラットフォームのコード互換性とライブラリ管理ツールを備えた、IoT開発向けのオープンソースエコシステムです。PlatformIOは単独のIoT開発環境としても、AtomやVSCodeなどの一般的なコードエディターのプラグインとしても利用できます。
ソリューション
- PlatformIO IDE：PlatformIO IDE（統合開発環境）は、コードエディターと統合ターミナルを含む、完全なIoT開発環境です。
- PlatformIO Core（CLI）：開発者は、IoT開発タスクにPlatformIOのコマンドラインインターフェースを使うこともできます。
- デバッグ：PlatformIOには、IoTアプリケーション向けのデバッグツールが含まれています。
- 単体テスト：PlatformIOは、IoTアプリケーションの単体テストを標準でサポートしています。
- 静的コード解析：このツールは、IoTデバイス上でコードを実行する前に、開発者がコード内のエラーを見つけて修正するのに役立ちます。
- リモート開発：PlatformIOを使えば、異なるハードウェアプラットフォーム間でIoTアプリケーションをリモート開発・デプロイできます。
- ライブラリ管理：開発者はPlatformIOのライブラリマネージャーを使って、IoTプロジェクトのライブラリや依存関係を簡単に管理できます。
- デスクトップおよびクラウドIDEとの統合：PlatformIOは、AtomやVSCodeなどの一般的なコードエディターのプラグインとして、または単独のIoT開発環境として利用できます。
- 継続的インテグレーション：PlatformIOにはIoTプロジェクト向けの継続的インテグレーションツールが含まれており、IoTアプリケーションのビルドとテストを自動化できます。
IoT開発ツールの選び方
IoT開発スタックを選ぶ際は、次の要素を考慮してください。
使いやすさ
考慮すべき最も重要な要素の1つは、使いやすさです。IoTアプリケーション開発の経験がない人でも、ツールを簡単に学習して使えることが望まれます。さらに、問題が発生した際にユーザーがサポートを受けられるよう、プラットフォームには充実したドキュメントとサポートが必要です。
対応プラットフォーム
もう1つの重要な要素は、ツールがどのプラットフォームに対応しているかです。IoTプロジェクトで使用するハードウェアやソフトウェアで動作するツールを選ぶ必要があります。
開発コスト
開発ツールのコストも重要な検討事項です。予算に余裕がない場合は、より安価なソリューションスタックを選ぶ必要があるかもしれません。ただし、ツールが有効で、必要な機能をすべて備えていることを確認することが重要です。
スケーラビリティ
IoT開発ツールを選ぶ際は、スケーラビリティも重要です。IoTプロジェクトの成長に伴って増加する多数のデバイスやデータポイントを処理できるツールを選ぶ必要があります。そうでなければ、プロジェクトの拡大に応じて新しいツールを探したり、既存のツールをアップグレードしたりする必要が生じます。
セキュリティ
IoT開発ツールを選ぶ際、セキュリティも重要な検討事項です。データの保護や不正アクセスの防止に役立つ機能を備えたツールを選ぶ必要があります。さらに、データが安全に保たれると確信できるよう、ベンダーがセキュリティとプライバシーに関して高い評価を得ていることも重要です。
相互運用性
もう1つの重要な要素は相互運用性です。これは、異なるデバイスやシステムがシームレスに連携する能力を指します。IoT開発ソリューションは他のデバイスやシステムと連携できる必要があり、必要に応じて新しい機能を簡単に追加できなければなりません。そうでなければ、完全な相互運用性を実現するために、追加のツールやサービスを購入する必要が生じます。
標準プロトコルへの対応
IoT開発ツールがHTTP、MQTT、CoAP、AMQPなどの標準プロトコルをサポートしていることも、必ず確認してください。これらのプロトコルは、IoTネットワーク内のデバイスとシステム間の通信に不可欠です。
IoT業界の急速な発展により、IoTソリューションを作成するためのツールは増え続けています。これはIoT開発者にとって諸刃の剣です。プロジェクトごとにどのソリューションを使うかを決めるのが難しくなるためです。この記事で紹介したツールは、現在利用できる中でも特に人気の高いものです。IoT開発を始めたい人にとって、よい出発点となるでしょう。
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