Serie Smart Cities, Teil 2Sensoren sinnvoll nutzen

Über vernetzte Messpunkte lassen sich viele Daten automatisiert erheben.
(Bildquelle: Degimages/stock.adobe.com)
Städte und Regionen wachsen, vernetzen sich und stehen vor zunehmenden Anforderungen an Sicherheit, Lebensqualität und Ressourceneffizienz. Zugleich werden die verfügbaren finanziellen Mittel immer knapper. Für die Bewältigung dieser und weiterer Herausforderungen sind belastbare Daten unerlässlich, um sinnvolle Entscheidungen treffen zu können.
Diese Daten lassen sich einerseits durch Statistiken aus Fachverfahren bereitstellen; andererseits müssen sie durch physische Messungen gewonnen werden. Über vernetzte Messpunkte in Verkehr, Versorgung, Umwelt und Gebäuden lassen sich viele Messdaten automatisiert erheben, die zur Entscheidungsfindung beitragen können. Weiter gedacht können basierend auf dieser Infrastruktur mittels entsprechender Logik und Aktuatoren durch das System selbst Maßnahmen ergriffen werden. Sensorik und Internet of Things (IoT) bilden dabei die digitale Basisinfrastruktur, das Nervensystem der modernen Stadt oder Region, das diese Informationen in Echtzeit sammelt.
Erst einmal Inventur machen
Ein wichtiger erster Schritt ist eine Inventur dessen, was bereits an Sensoren und Infrastruktur für Kommunikation und Verarbeitung vorhanden ist. So bieten Verkehrssteuerungssysteme oft Schnittstellen zu verschiedenen Messwerten wie etwa zum Verkehrsaufkommen, die auch für andere Fragen genutzt werden können – beispielsweise wie viele Besucher einer Messe mit dem Auto angereist sind. Die Solaranlage auf dem Rathausdach kann oft auch Wetterdaten wie Sonneneinstrahlung und Temperatur liefern. Das Grünflächenamt hat möglicherweise eine Bewässerungsanlage, die Daten zur Bodenfeuchte und weitere Umweltdaten zur Verfügung stellen kann.
Wer danach sucht, findet viele solcher Beispiele, um eine erste Datenbasis zu erhalten. Dazu muss man unter Umständen das Silodenken einzelner Abteilungen, Ämter und Organisationen aufbrechen und Daten zentral zusammenführen und zugreifbar machen. Das kann mithilfe einer Urbanen Datenplattform (UDP) umgesetzt werden; in einem ersten Schritt reicht aber auch einfach eine Datenbank in Kombination mit Skripten zur Datenbeschaffung. Andere lokale Akteure, etwa die Stadtwerke oder Vereine wie die Freifunker, können weitere Daten zur Verfügung stellen.
Ziele konkretisieren
Basierend auf der ersten Inventur kann entschieden werden, welche Ziele mit den verfügbaren Datenquellen erreichbar sind. Will man bestehende Prozesse mithilfe der Daten optimieren oder nur Informationen darstellen? Welche Zielgruppen sind involviert? Zur Konkretisierung der Ziele empfiehlt es sich, die dahinter liegenden fachlichen Fragestellungen klar zu formulieren und im nächsten Schritt die passenden Metriken zu definieren, die zu deren Beantwortung beitragen können.
Die verfügbaren Datenquellen helfen bei der Entscheidung, ob eine Metrik bewertet werden kann. Sind Metriken noch offen und nicht bewertbar, so stellen sie Datenbedarfe dar, die durch neu anzuschaffende Sensoren oder andere Datenquellen zu schließen sind. Hierbei spielt die verfügbare und benötigte Datenqualität eine große Rolle: Für viele Fragestellungen genügen aggregierte historische Daten, andere benötigen sehr aktuelle Daten: So reicht es beispielsweise für die Planung eines benötigten Parkplatzes aus, die Verkehrsdaten der vergangenen Monate aggregiert zu betrachten; für die Steuerung der Parkplätze während einer Veranstaltung dürfen die Daten allerdings nur wenige Minuten alt sein.
Passende Technologie auswählen
Eine häufig gewählte Kommunikationsinfrastruktur für die Sensorik ist ein Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), da es mit wenigen Basisstationen große Flächen abdecken kann. Alternativen sind unter anderem LTE-M (Long Term Evolution for Machines) und NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), die auf bestehenden Mobilfunknetzen aufbauen. Die jeweiligen Technologien haben individuelle Vor- und Nachteile; hier lohnt es sich, die jeweils verfügbaren Sensoren zu vergleichen.
Für die Auswahl und den Betrieb von Sensoren ist auch deren Lebenszyklus zu berücksichtigen. Viele Sensoren bringen eine eigene Batterie mit, aber lässt sich diese auch austauschen oder ist der Sensor bei Erschöpfung der Batterieleistung unbrauchbar? Hat der Sensor mechanische Komponenten, die verschleißen können und regelmäßig gewartet werden müssen? Zu berücksichtigen sind zudem Veränderungen in der Umgebung – so kann ein Wasserstandssensor durch Verschmutzung oder Bewuchs falsche Daten liefern. Auch Hardware und Software, inklusive der verwendeten Protokolle, sind relevant. Werden offene Standards verwendet, wodurch es einfacher ist, alte Sensoren an neue Systeme anzuschließen, oder wird ein proprietärer Adapter genutzt, für den es irgendwann keine Updates mehr gibt? Des Weiteren sind Vandalismus und Diebstahl wichtige Faktoren bei der Auswahl von Sensoren und deren Installationsort.
Bei einigen Sensoren lässt sich die Mess- und/oder Übertragungsfrequenz für Daten einstellen. Eine hohe Frequenz ist sinnvoll für Anwendungsfälle, die diese Daten in Echtzeit oder nahezu Echtzeit benötigen und in denen sich die Werte schnell ändern können. Die erhöhte Häufigkeit der Messung und Übermittlung geht allerdings mit dem Nachteil einher, dass die Batterie stärker beansprucht wird und somit häufiger Wartungsarbeiten anfallen oder sogar ein Austausch des Sensors nötig ist.
Auch klein anfangen lohnt sich
Wie erwähnt, ist zu Beginn nicht unbedingt eine vollumfängliche Datenplattform notwendig; man kann auch klein anfangen, um erste Daten zentralisiert zu sammeln und zu visualisieren. Ein geeigneter Mini-Stack wäre beispielsweise Grafana als Dashboard, TimescaleDB als Datenbank dahinter und Node-RED als Low-Code-Orientierungs- und Ingestion-Dienst, der Sensordaten abruft und annimmt und sie als Rohdaten oder aufbereitet in die Datenbank speichert.
Gleichermaßen muss man für einige LoRaWAN-Sensoren, die man installiert, nicht zwingend sofort eine komplett eigene LoRaWAN-Infrastruktur (Gateways, Network Server) aufbauen, sofern lokal offene Netze wie The Things Network (TTN) verfügbar sind. Das spart Komplexität, ohne sich für die Zukunft etwas zu verbauen.
• Hier kommen Sie zu Teil 1 der Serie Smart Cities
• Dieser Beitrag ist in der Ausgabe Mai 2026 von Kommune21 erschienen. Hier können Sie ein Exemplar bestellen oder die Zeitschrift abonnieren.
Smart City: Digitale Grundversorgung dauerhaft sichern
[08.10.2026] Smarte Städte und Regionen brauchen mehr als befristete Modellprojekte. Sechs Verbände fordern dauerhaft finanzierte, übertragbare Strukturen für die digitale Daseinsvorsorge. Erprobte Lösungen sollen weiterbetrieben werden und allen Kommunen zugutekommen. mehr...
Smart Country Convention: Smart Water als Basis für weitere Anwendungen
[02.10.2026] Zenner zeigt auf der Smart Country Convention 2026, wie sich die Digitalisierung der Wasserwirtschaft mit weiteren Smart-City-Anwendungen verbinden lässt. Eine gemeinsame LoRaWAN-Infrastruktur soll dabei Daten aus unterschiedlichen kommunalen Bereichen übertragen. mehr...
Hamm: Digitaler Erfolgskurs
[24.09.2026] Hamm stellt die Weichen für die nächste Phase seiner Digitalisierung: Die bisherige Digitalisierungsstrategie wird zu einer Smart-City-Strategie für 2027 bis 2032 weiterentwickelt. Neue KI-Anwendungen und eine modernere Dateninfrastruktur sollen dabei eine größere Rolle spielen. mehr...
Köln: MobilitätsCockpit verstetigt
[23.09.2026] Köln führt die Datenplattform MoCKiii nach Abschluss der Förderphase dauerhaft fort. Sie verknüpft Verkehrs-, Umwelt- und Wetterdaten in Echtzeit. Die Informationen fließen unter anderem in Verkehrsanlagen, das Brückenleitsystem und die Mobilithek ein. mehr...
Serie Smart Cities, Teil 6: Resilient und nachhaltig
[22.09.2026] Um zukunftsfähige urbane Infrastrukturen – smarte Quartiere – zu schaffen, sollten Kommunen die Digitalisierung konsequent als Hebel für ganzheitliche Nachhaltigkeit und Resilienz nutzen. Dabei können sie sich an vier Leitfragen orientieren. mehr...
Haselhorst Smart City Ranking: Ranking ohne Rangliste
[17.09.2026] Das Haselhorst Smart-City-Ranking verzichtet 2026 erstmals darauf, die Platzierungen der untersuchten Städte aktiv zu veröffentlichen. Ganz geheim bleibt die Rangliste dennoch nicht: München hat seinen erneuten ersten Platz bereits selbst bekannt gegeben. mehr...
Gütersloh: Zusammenarbeit im Urban Stack
[17.09.2026] Gemeinsam kommt man auf dem Weg zu Digitaler Souveränität besser voran: Dieser Überzeugung sind die aktuell zehn Kommunen, die sich der von der Stadt Gütersloh entwickelten Datenplattform Urban Stack bereits angeschlossen haben. Beim ersten Community-Treffen gab es jetzt konkrete Weichenstellungen und Neuigkeiten. mehr...
Mönchengladbach / Viersen: Nächtliche Kaltluftströme unter der Lupe
[16.09.2026] In einem gemeinsamen Smart-City-Projekt erforschen Mönchengladbach und Viersen über fest installierte Sensoren die Kaltluftströme in den beiden Städten. Ziel ist es, damit neue Datengrundlagen für Klimaanpassung und Stadtplanung zu schaffen. mehr...
Smart City Index 2026: Stuttgart übernimmt die Spitze
[09.09.2026] Stuttgart führt erstmals den Smart City Index des Digitalverbands Bitkom an und verdrängt München auf Rang 2. Hamburg folgt auf Platz 3. Mönchengladbach, Bremen, Erlangen und Hildesheim zählen zu den größten Aufsteigern unter den deutschen Großstädten. mehr...
Braunschweig: Innovationsstrategie für die digitale Zukunft
[09.09.2026] Für die digitale Transformation der Verwaltung hat Braunschweig eine Innovationsstrategie vorgelegt, über die der Rat Ende September entscheidet. Sie umfasst den Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Cloud-Lösungen sowie den Aufbau einer urbanen Datenplattform. mehr...
Smart-City-Plattformen: Neuer DIN-Standard veröffentlicht
[07.09.2026] Handlungsempfehlungen für den Aufbau resilienter, skalierbarer und nachhaltiger Smart-City-Infrastrukturen liefert jetzt die neue DIN SPEC 91377 zu „Datenmodellen und Protokollen in offenen urbanen Plattformen“. mehr...
Wolfsburg: Virtuelles Modell für reale Planungen
[02.09.2026] Das virtuelle Wolfsburg ist fertig. Der vollständig auf Open-Source-Technologien basierende digitale Stadtzwilling bündelt unter anderem Klima-, Wetter- und Straßenzustandsdaten und soll städtebauliche Vorhaben anschaulicher machen – für die Planenden ebenso wie für Bürgerinnen und Bürger. mehr...
Hanau: Mit einem Klick informiert
[31.08.2026] Hanau hat eine öffentliche Datenplattform freigeschaltet, die Live-Informationen zu Parkraum, Innenstadtfrequenz und Wetter bündelt. Das browserbasierte Dashboard ist kostenlos und ohne Anmeldung verfügbar und soll um weitere Smart-City-Anwendungen ergänzt werden. mehr...
Grünpflege: Smart Gießen in Augsburg
[31.08.2026] Augsburg baut die sensorgestützte Bewässerung seiner Stadtbäume aus. Messwerte aus mehreren Bodenschichten und Wetterdaten zeigen, wann und wo gegossen werden muss. So will die Stadt Wasser sparen, Pflegefahrten reduzieren und ihr Grün besser durch Trockenperioden bringen. mehr...
Smart City: Offenheit als Schutz vor Abhängigkeiten
[24.08.2026] Kommunen sollten ihre Smart-City-Infrastruktur so aufbauen, dass Systeme verschiedener Hersteller zusammenarbeiten und Daten unter kommunaler Kontrolle bleiben. Armin Mühlberger von sixData hat in einem Interview vor langfristigen Abhängigkeiten gewarnt und sieht offene Schnittstellen als Voraussetzung für flexible und sichere digitale Infrastrukturen. mehr...

















