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
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。
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🎯 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. 上の「ダウンロード」ボタンを押して .skill ファイルを取得
- 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. 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\
- · macOS / Linux:
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
- 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。
- 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)。
- エッジ分析: FFT/RMSをローカルで計算します。
- 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:
-
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。
-
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。
-
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
ONLINEをstatus/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
- Telemetry Only: Send raw sensors data (Temp/Humidity).
- Edge Filtering: Send only on change (Deadband).
- Edge Analytics: Calculate FFT/RMS locally.
- 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:
-
Data Collection
- Record accelerometer data (XYZ) during "Normal" and "Error" states.
- Upload to Edge Impulse.
-
Model Training
- Extract features (Spectral Analysis).
- Train K-Means Anomaly Detection or Neural Network.
-
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
desiredstate:{"state": {"desired": {"light": "ON"}}}. - Device: Wakes up, subscribes to
$aws/things/my-thing/shadow/update/delta. - Device: Sees delta, turns light ON.
- Device: Reports
reportedstate:{"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
ONLINEtostatus/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.