Smart City
"Smart City" ist ein Sammelbegriff für städtische Entwicklungskonzepte, um Städte effizienter, technologisch fortschrittlicher, grüner und sozialer zu gestalten.
Bei Smart City geht es darum, im öffentlichen Raum vorhandene Informationen, die aber nicht zentral verfügbar sind, für die Allgemeinheit nutzbar zu machen. Im Fokus stehen Verkehrsmanagement, die städtischen Versorgungsnetze und E-Government-Lösungen für Behördengänge.
Praxisnahe Ideen existieren in den Bereichen Energie, Straßenbeleuchtung und Parkplätze, industrielle Lösungen, Tracking, Abfallwirtschaft und Gebäudeverwaltung.
Wegweisend sind in Deutschland die Städte Rüsselsheim, Raunheim und Kelsterbach. Sie beteiligen sich an Smart-City-Projekten, bei denen es um Infrastrukturmaßnahmen und IoT-Anwendungen geht.
Beispielsweise, intelligente Parkraumbewirtschaftung, bedarfsweise Straßenbeleuchtung und öffentliches WLAN.
Herausforderungen an Smart-City-Lösungen
- Zusammenfassung kleinteiliger Projekte
- Sicherstellen einer kritischen Infrastruktur
- Reduzierung des Energieverbrauchs
- Lebensqualität der Einwohner verbessern
- Neugestaltung des innerstädtischen Verkehrsleitsystems
Anwendungsbereiche
- Energie
- Transport, Verkehr und Mobilität
- Gebäudetechniken und Wohnen
- Verwaltungsdienstleistungen
- Ver- und Entsorgung
Beispielhafte Anwendungen
- Straßenbeleuchtung: Die Straßenlaternen leuchten nur dann mit voller Helligkeit, wenn Menschen oder Fahrzeuge in der Nähe sind.
- Vernetzte Ampelanlagen: Intelligente Ampeln regeln den Verkehr in Echtzeit, minimieren so Staus und tragen dazu bei, den Verkehrsfluss aufrechtzuerhalten.
- Optimierung der Parkplatzsuche: Parkplätze melden ihren aktuellen Status. Über eine Smartphone-App können Autofahrer auf diese Informationen zugreifen, schnell und einfach einen freien Parkplatz in ihrer Nähe finden und auch gleich die Parkgebühr bezahlen.
- Intelligente Mülleimer (Smart Bins): Mülleimer melden automatisch, wenn sie voll sind. Und die Müllabfuhr kann ihre Touren so planen, dass nur volle Container angefahren werden.
- Optimierung von Verbrauch und Wirkungsgrad: Verbrauchsdaten zu Strom, Wasser und Wärme von städtisch genutzten Gebäude erfassen, Wirkungsgrad der Anlagen mit unnötigen Verluste erkennen und Optimierungsmöglichkeiten aufzuzeigen und damit den Energieverbrauch senken.
Anwendung: Vernetzte und intelligente Straßenlaternen
Da in Städten alle 50 bis 80 Meter eine Straßenlaterne steht oder hängt, existiert hierfür eine dicht verzweigte Infrastruktur. Die Idee ist, alle Straßenlaternen zu einer integrierten und multifunktionalen Straßenlaterne umzurüsten.
Die neuen Straßenlaternen sollen nicht nur aus der Lampe bestehen, sondern sind mit einer intelligenten Lichtsteuerung ausgestattet, bei der die Lampe nur dann mit voller Helligkeit strahlt, wenn Menschen oder Fahrzeuge in der Nähe sind. Hierbei soll der Energieverbrauch bei beleuchteten, aber kaum genutzten Wegen eingespart werden.
Durch die Vernetzung der Straßenlaternen soll ein selbstheilendes, vermaschtes Netzwerk entstehen, in dem jeder Knoten mit einem oder mehreren anderen Knoten verbunden ist. Fällt ein Knoten aus, leitet das Netz die Daten automatisch über andere Knoten um. Innerhalb des Netzwerks sind einzelne Knoten als Gateway vorgesehen. Diese empfangen Informationen von den Knoten und leiten sie in eine andere Infrastruktur weiter.
Denkbar wäre auch die Erweiterung um ein öffentliches WLAN, von dem sowohl Bewohner und Besucher profitieren. Parallel dazu könnten die Laternen mit Sensoren zur Feinstaub- oder Lärmbelastung ausgestattet werden. Desweiteren Parkraumerfassung für die gezielte Parkplatzsuche.
Eine weitere Idee ist, Laternenmasten zu E-Auto-Ladesäulen umzurüsten. In der Regel müsste dafür aber das Leitungsnetz erneuert werden, weil die vorhandenen Leitungen in der Regel diese Energie nicht übertragen können.
Anwendung: Intelligente Ampel
Die intelligente Ampel sieht vor, Grünphasen selbständig, bedarfsgerecht und energieschonend zu schalten. Die dafür notwendige KI ist aber noch nicht bereit.
Smart-City-Projekt
Folgende Fragen müssen von einem Konzept für ein Smart-City-Projekt gestellt und beantwortet werden:
- Was soll mit dem Projekt erreicht werden?
- Welche Hardware wird dafür benötigt?
- Über welches Funksystem kommunizieren die Sensoren und Aktoren?
- Wo werden die Daten gespeichert?
- Wie werden die Daten ausgewertet?
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Elektronik-Set LoRa Edition
Leichter Einstieg in LoRa mit The Things Network (TTN)
Mit dem Elektronik-Set LoRa Edition kannst Du Dein eigenes IoT-Endgerät bauen und mit Deinem eigenen LoRaWAN oder dem LoRaWAN von The Things Network (TTN) verbinden. Als Basis dient das LoRa-Modul RAK3272S Breakout Board von RAK Wireless. Wahlweise kannst Du das LoRa-Modul mit einen Mikrocontroller oder einem PC steuern.
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Die Kommunikationstechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Kommunikationstechnik, Übertragungstechnik, Netze, Funktechnik, Mobilfunk, Breitbandtechnik und Voice over IP.
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