Die Gegenwart kann ganz schön alt aussehen. Zumindest wenn es darum geht, wie intelligente Städte in einigen Jahren funktionieren könnten. Die schmucken Fachwerkhäuser der Herrenberger Innenstadt erinnern die Passanten eher an die Vergangenheit. Doch die 30.000-Einwohner-Gemeinde mit ihrer pittoresken Altstadt avanciert bundesweit zu einem Vorreiter für sogenannte Smart Cities.

Das Internet der Dinge

Mögliche Anwendungen in einer intelligenten Stadt gibt es viele, die meisten klingen ganz und gar nicht nach Science-Fiction, eher sehr praktisch. Dazu zählen zum Beispiel Parkplatzsensoren, die Autofahrern den Weg zu freien Lücken weisen, oder intelligente Müllcontainer, die ab einem gewissen Füllstand selbstständig ihre Leerung anfordern.

Damit Mülltonnen, Straßen, Blumenbeete und weitere Dinge über ihren Zustand Auskunft geben können, müssen sie mit Sensoren ausgestattet und an ein Funknetz angeschlossen sein. Die Kommunikation in diesem Internet der Dinge (IoT) erfolgt dabei über strahlungsarme Kommunikationsnetze, sogenannte Low Power Wide Area Networks (LPWAN). Im Gegensatz zum WLAN oder Mobilfunk ist die Leistung von LPWAN sehr niedrig, schließlich muss es nur geringe Datenmengen übertragen anstelle von Bildern oder Videos.

Lizenzfreie Frequenzen senken Investitionskosten

In Herrenberg erfolgt der Datentransfer über das Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), eine für Smart-City-Anwendungen besonders gut geeignete Form des LPWAN. Weil es auf lizenzfreie Frequenzen im ISM-Band zurückgreift (Industrial, Scientific, and Medical Band – 863 bis 870 MHz), hat die Gemeinde mit sehr niedrigen Investitionskosten eine flächendeckende Daten-Architektur aufgebaut.

Diese besteht grundsätzlich aus zwei Teilstrecken. Sensoren und Datenempfänger, sogenannte Gateways, kommunizieren über LoRaWAN. Die Gateways sind über das Stadtgebiet an möglichst hohen Standorten verteilt, um eine gute Netzabdeckung zu garantieren. Eine Stadt wie Herrenberg mit 30.000 Einwohnern kommt dabei mit gut einem Dutzend Gateways aus, der Einstieg 2018 erfolgte mit lediglich zwei der Empfänger. Diese sind via Internet mit Servern verbunden, von denen Rechner sich die Daten für diverse Applikationen abholen.

Datenschatz für jedermann

Das Spannende an der ganzen Sache: Die Infrastruktur ist für alle offen, jeder kann auf nutzen – und bei Bedarf auch selbst erweitern. Dennoch werden die Daten verschlüsselt übertragen und sind nur für den jeweiligen Nutzer einsehbar. Das passt zum Geist der „Mitmachstadt“, zu der sich Herrenberg ausgerufen hat. Wir von mhascaro nutzen die übertragenen Daten der Sensoren und haben in Zusammenarbeit mit dem Amt für Umwelt, Technik, Grün eine Plattform entwickelt, mit dem deren Mitarbeiter nutzerfreundlich und anschaulich alle Sensoren überwachen und Messwerte sowie -historien ablesen können. Individuell lassen sich Alarm-Mails versenden, die zum Beispiel bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes in das Postfach des Mitarbeiters flattern.

Ein vielversprechendes Pilotprojekt in Herrenberg ist der automatisierte Winterdienst. Fahrbahnsensoren und Wetterstationen liefern in Echtzeit Daten, sie sind quasi wie ein Fenster auf die Straße. Eine große Hilfe für die Mitarbeiter des Winterdienstes, die jede Saison ab November bis März enorm viel zu tun haben. Selbst in schneearmen Wintern wie dem vergangenen kann es immer zu Reifglätte oder Blitzeis kommen. Je mehr der Winterdienst also über den Zustand der Straßen weiß, desto besser – und sicherer.