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iot-engineer

IoT、エッジコンピューティング、MQTTの専門家として、ファームウェア開発から無線プロトコル、クラウド連携までを幅広く手掛けるSkill。

📜 元の英語説明(参考)

Expert in Internet of Things, Edge Computing, and MQTT. Specializes in firmware (C/C++), wireless protocols, and cloud integration.

🇯🇵 日本人クリエイター向け解説

一言でいうと

IoT、エッジコンピューティング、MQTTの専門家として、ファームウェア開発から無線プロトコル、クラウド連携までを幅広く手掛けるSkill。

※ jpskill.com 編集部が日本のビジネス現場向けに補足した解説です。Skill本体の挙動とは独立した参考情報です。

⚠️ ダウンロード・利用は自己責任でお願いします。当サイトは内容・動作・安全性について責任を負いません。

🎯 このSkillでできること

下記の説明文を読むと、このSkillがあなたに何をしてくれるかが分かります。Claudeにこの分野の依頼をすると、自動で発動します。

📦 インストール方法 (3ステップ)

  1. 1. 上の「ダウンロード」ボタンを押して .skill ファイルを取得
  2. 2. ファイル名の拡張子を .skill から .zip に変えて展開(macは自動展開可)
  3. 3. 展開してできたフォルダを、ホームフォルダの .claude/skills/ に置く
    • · macOS / Linux: ~/.claude/skills/
    • · Windows: %USERPROFILE%\.claude\skills\

Claude Code を再起動すれば完了。「このSkillを使って…」と話しかけなくても、関連する依頼で自動的に呼び出されます。

詳しい使い方ガイドを見る →
最終更新
2026-05-17
取得日時
2026-05-17
同梱ファイル
1

📖 Skill本文(日本語訳)

※ 原文(英語/中国語)を Gemini で日本語化したものです。Claude 自身は原文を読みます。誤訳がある場合は原文をご確認ください。

IoTエンジニア

目的

組み込みファームウェア、ワイヤレスプロトコル、クラウド統合に特化したIoT開発の専門知識を提供します。MQTT、BLE、LoRaWAN、エッジコンピューティングを通じて物理デバイスをデジタルシステムに接続する、エンドツーエンドのIoTアーキテクチャを設計します。

利用場面

  • エンドツーエンドのIoTアーキテクチャ(デバイス → ゲートウェイ → クラウド)の設計
  • マイクロコントローラー(ESP32、STM32、Nordic nRF)向けファームウェアの作成
  • MQTT v5メッセージングパターンの実装
  • バッテリー寿命と消費電力の最適化
  • エッジAIモデル(TinyML)のデプロイ
  • IoTフリートのセキュリティ確保(mTLS、Secure Boot)
  • スマートホーム標準(Matter、Zigbee)の統合


2. 意思決定フレームワーク

接続プロトコルの選択

What are the constraints?
│
├─ **High Bandwidth / Continuous Power?**
│  ├─ Local Area? → **Wi-Fi 6** (ESP32-S3)
│  └─ Wide Area? → **Cellular (LTE-M / NB-IoT)**
│
├─ **Low Power / Battery Operated?**
│  ├─ Short Range (< 100m)? → **BLE 5.3** (Nordic nRF52/53)
│  ├─ Smart Home Mesh? → **Zigbee / Thread (Matter)**
│  └─ Long Range (> 1km)? → **LoRaWAN / Sigfox**
│
└─ **Industrial (Factory Floor)?**
   ├─ Wired? → **Modbus / Ethernet / RS-485**
   └─ Wireless? → **WirelessHART / Private 5G**

クラウドプラットフォーム

プラットフォーム 最適な用途 主要サービス
AWS IoT Core エンタープライズ規模 Greengrass, Device Shadow, Fleet Provisioning.
Azure IoT Hub Microsoft環境 IoT Edge, Digital Twins.
GCP Cloud IoT データ分析 BigQuery統合 (注: コアサービスは廃止/移行済み)。
HiveMQ / EMQX ベンダー非依存 高性能MQTTブローカー。

エッジインテリジェンスレベル

  1. テレメトリのみ: 生のセンサーデータ(温度/湿度)を送信します。
  2. エッジフィルタリング: 変化があった場合のみ送信します(不感帯)。
  3. エッジ分析: FFT/RMSをローカルで計算します。
  4. エッジAI: MCU上でTFLiteモデルを実行します(例: 音声キーワード検出)。

危険信号 → security-engineer にエスカレート:

  • ファームウェアにハードコードされたWiFiパスワードまたはAWS Keys
  • OTA(Over-The-Air)アップデートメカニズムがない
  • 暗号化されていない通信(HTTPS/MQTTSではなくHTTP)
  • ゲートウェイのデフォルトパスワード(admin/admin


ワークフロー2: ESP32でのエッジAI (TinyML)

目標: モーターの「異常」(振動)を検出します。

手順:

  1. データ収集

    • 「正常」状態と「エラー」状態の加速度計データ(XYZ)を記録します。
    • Edge Impulseにアップロードします。
  2. モデルトレーニング

    • 特徴量(スペクトル分析)を抽出します。
    • K-Means異常検出またはニューラルネットワークをトレーニングします。
  3. デプロイ

    • C++ライブラリをエクスポートします。

    • ファームウェアに統合します:

      #include <edge-impulse-sdk.h>
      
      void loop() {
          // Fill buffer with sensor data
          signal_t signal;
          // ...
      
          // Run inference
          ei_impulse_result_t result;
          run_classifier(&signal, &result);
      
          if (result.classification[0].value > 0.8) {
              // Anomaly detected!
              sendAlertMQTT();
          }
      }


4. パターンとテンプレート

パターン1: デバイスシャドウ (デジタルツイン)

ユースケース: デバイスがオフラインのときに状態(例: 「ライトON」)を同期します。

  • クラウド: アプリが desired 状態を更新します: {"state": {"desired": {"light": "ON"}}}
  • デバイス: スリープ解除し、$aws/things/my-thing/shadow/update/delta を購読します。
  • デバイス: デルタを確認し、ライトをONにします。
  • デバイス: reported 状態を報告します: {"state": {"reported": {"light": "ON"}}}

パターン2: 遺言 (LWT)

ユースケース: 予期せぬ切断を検出します。

  • 接続: デバイスはLWTトピック: status/device-001、ペイロード: OFFLINE、リテイン: true を設定します。
  • 通常: デバイスは ONLINEstatus/device-001 にパブリッシュします。
  • クラッシュ: ブローカーがタイムアウトを検出し、LWTペイロード(OFFLINE)を自動的にパブリッシュします。

パターン3: ディープスリープサイクル (バッテリー節約)

ユースケース: コイン電池で数年間動作させます。

void setup() {
    // 1. Init sensors
    // 2. Read data
    // 3. Connect WiFi/LoRa (fast!)
    // 4. TX data
    // 5. Sleep
    esp_sleep_enable_timer_wakeup(15 * 60 * 1000000); // 15 mins
    esp_deep_sleep_start();
}


6. 統合パターン

backend-developer:

  • 引き渡し: IoTエンジニアがデータをMQTTトピックに送信 → バックエンド開発者がLambda/Cloud Functionをトリガーします。
  • コラボレーション: JSONスキーマ / Protobuf定義の定義。
  • ツール: AsyncAPI。

data-engineer:

  • 引き渡し: IoTエンジニアが生のテレメトリをストリーム → データエンジニアがKinesis FirehoseからS3データレイクを構築します。
  • コラボレーション: センサーからのデータ品質/外れ値の処理。
  • ツール: IoT Analytics, Timestream。

mobile-app-developer:

  • 引き渡し: モバイルアプリがBLE経由でデバイスに接続します。
  • コラボレーション: GATTサービス/特性UUIDの定義。
  • ツール: nRF Connect。

📜 原文 SKILL.md(Claudeが読む英語/中国語)を展開

IoT Engineer

Purpose

Provides Internet of Things development expertise specializing in embedded firmware, wireless protocols, and cloud integration. Designs end-to-end IoT architectures connecting physical devices to digital systems through MQTT, BLE, LoRaWAN, and edge computing.

When to Use

  • Designing end-to-end IoT architectures (Device → Gateway → Cloud)
  • Writing firmware for microcontrollers (ESP32, STM32, Nordic nRF)
  • Implementing MQTT v5 messaging patterns
  • Optimizing battery life and power consumption
  • Deploying Edge AI models (TinyML)
  • Securing IoT fleets (mTLS, Secure Boot)
  • Integrating smart home standards (Matter, Zigbee)


2. Decision Framework

Connectivity Protocol Selection

What are the constraints?
│
├─ **High Bandwidth / Continuous Power?**
│  ├─ Local Area? → **Wi-Fi 6** (ESP32-S3)
│  └─ Wide Area? → **Cellular (LTE-M / NB-IoT)**
│
├─ **Low Power / Battery Operated?**
│  ├─ Short Range (< 100m)? → **BLE 5.3** (Nordic nRF52/53)
│  ├─ Smart Home Mesh? → **Zigbee / Thread (Matter)**
│  └─ Long Range (> 1km)? → **LoRaWAN / Sigfox**
│
└─ **Industrial (Factory Floor)?**
   ├─ Wired? → **Modbus / Ethernet / RS-485**
   └─ Wireless? → **WirelessHART / Private 5G**

Cloud Platform

Platform Best For Key Services
AWS IoT Core Enterprise Scale Greengrass, Device Shadow, Fleet Provisioning.
Azure IoT Hub Microsoft Shops IoT Edge, Digital Twins.
GCP Cloud IoT Data Analytics BigQuery integration (Note: Core service retired/shifted).
HiveMQ / EMQX Vendor Agnostic High-performance MQTT Broker.

Edge Intelligence Level

  1. Telemetry Only: Send raw sensors data (Temp/Humidity).
  2. Edge Filtering: Send only on change (Deadband).
  3. Edge Analytics: Calculate FFT/RMS locally.
  4. Edge AI: Run TFLite model on MCU (e.g., Audio Keyword Detection).

Red Flags → Escalate to security-engineer:

  • Hardcoded WiFi passwords or AWS Keys in firmware
  • No Over-The-Air (OTA) update mechanism
  • Unencrypted communication (HTTP instead of HTTPS/MQTTS)
  • Default passwords (admin/admin) on gateways


Workflow 2: Edge AI (TinyML) on ESP32

Goal: Detect "Anomaly" (Vibration) on a motor.

Steps:

  1. Data Collection

    • Record accelerometer data (XYZ) during "Normal" and "Error" states.
    • Upload to Edge Impulse.
  2. Model Training

    • Extract features (Spectral Analysis).
    • Train K-Means Anomaly Detection or Neural Network.
  3. Deployment

    • Export C++ Library.

    • Integrate into Firmware:

      #include <edge-impulse-sdk.h>
      
      void loop() {
          // Fill buffer with sensor data
          signal_t signal;
          // ...
      
          // Run inference
          ei_impulse_result_t result;
          run_classifier(&signal, &result);
      
          if (result.classification[0].value > 0.8) {
              // Anomaly detected!
              sendAlertMQTT();
          }
      }


4. Patterns & Templates

Pattern 1: Device Shadow (Digital Twin)

Use case: Syncing state (e.g., "Light ON") when device is offline.

  • Cloud: App updates desired state: {"state": {"desired": {"light": "ON"}}}.
  • Device: Wakes up, subscribes to $aws/things/my-thing/shadow/update/delta.
  • Device: Sees delta, turns light ON.
  • Device: Reports reported state: {"state": {"reported": {"light": "ON"}}}.

Pattern 2: Last Will and Testament (LWT)

Use case: Detecting unexpected disconnections.

  • Connect: Device sets LWT topic: status/device-001, payload: OFFLINE, retain: true.
  • Normal: Device publishes ONLINE to status/device-001.
  • Crash: Broker detects timeout, auto-publishes the LWT payload (OFFLINE).

Pattern 3: Deep Sleep Cycle (Battery Saving)

Use case: Running on coin cell for years.

void setup() {
    // 1. Init sensors
    // 2. Read data
    // 3. Connect WiFi/LoRa (fast!)
    // 4. TX data
    // 5. Sleep
    esp_sleep_enable_timer_wakeup(15 * 60 * 1000000); // 15 mins
    esp_deep_sleep_start();
}


6. Integration Patterns

backend-developer:

  • Handoff: IoT Engineer sends data to MQTT Topic → Backend Dev triggers Lambda/Cloud Function.
  • Collaboration: Defining JSON schema / Protobuf definition.
  • Tools: AsyncAPI.

data-engineer:

  • Handoff: IoT Engineer streams raw telemetry → Data Engineer builds Kinesis Firehose to S3 Data Lake.
  • Collaboration: Handling data quality/outliers from sensors.
  • Tools: IoT Analytics, Timestream.

mobile-app-developer:

  • Handoff: Mobile App connects via BLE to Device.
  • Collaboration: Defining GATT Service/Characteristic UUIDs.
  • Tools: nRF Connect.