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StartseiteComputer und KommunikationChancen und Fallstricke der vernetzten Stadt 25.10.2014

Smart Cities Chancen und Fallstricke der vernetzten Stadt

Die sogenannte Smart City ist eines der Lieblingsprojekte von Informatikern. Dabei geht es darum, die unzähligen Alltagsprobleme des urbanen Zusammenlebens mit Computerhilfe zu lösen. Ein Problem des Modells vernetzte Stadt: Je mehr Dinge durch die Gegend funken, umso häufiger kommt es zu Störungen.

Von Jan Rähm

Eine Frau geht im Licht der Straßenlaternen alleine über eine dunkle Straße  (  picture alliance / dpa / Julian Stratenschulte)
Ein Beispiel von Smart-City-Technologie: Straßenlaternen gehen nur dann an, wenn wirklich jemand in der Nähe ist. ( picture alliance / dpa / Julian Stratenschulte)

Der richtige Moment spielt für Bojan Mrazovac von der serbischen Universität Novi Sad eine große Rolle. Er hat eine Technik entwickelt, die Straßenlaternen genau im richtigen Moment und für genau die richtige Zeitspanne einschalten soll. Dafür benötigt er nicht viel. Keinerlei zusätzliche Hardware sei nötig. Er nutze einfach nur die WLAN-Signale. Und zwar die von smarten Glühlampen, wie sie künftig auch in Straßenlaternen stecken könnten.

"Verschiedene Unternehmen produzieren smarte Glühlampen mit integriertem WLAN. Darüber kommunizieren die Lampen. Diese WLAN-Felder zeigen mir, ob ein Mensch in Reichweite ist oder nicht, einfach dadurch, wie sich die Feldstärken verändern."

Die Annahme: Bewegt sich ein Mensch in oder durch das elektromagnetische Feld des WLANs, verändert er dieses minimal. Genau diese Änderung detektiert Bojan Mrazovac mithilfe von Data Mining. Auch Fahrzeuge will er so erkennen.

"Damit kann ich das Licht anschalten, nur wenn jemand wirklich in der Nähe ist oder wenn ein Auto durchfährt. Denn heutzutage brennt das Licht ja dauerhaft, also in der Nacht. Mit meiner Methode verringere ich die Lichtverschmutzung und kann natürlich auch die massive Energieverschwendung auf den Straßen der Stadt eindämmen."

Keine Eingriffe in die Privatsphäre

Das ist das Charmante an Mrazovacs Idee: Die Methode kommt ganz ohne Eingriffe in die Privatsphäre aus – zu jeder Zeit. "Jederzeit" ist auch ein Grundgedanke von Falk Schaefer von der Technischen Universität Dortmund. Denn die vernetzte Infrastruktur in der Smart City muss zu jeder Zeit Funksignale korrekt auswerten und umsetzen. Denn Funk wird die wichtigste Grundlage für die Vernetzung sein. Doch je mehr Dinge durch die smarte Stadt funken, um so häufiger wird es zu Störungen wie Interferenzen kommen. Und solche Überlagerungen von Funksignalen schränken die Reichweite ein oder lassen das Signal ganz verstummen:

"Für gängige Systeme ist es so, die funktionieren meistens, aber manchmal eben dann auch nicht. Das beobachtet man zum Beispiel, wenn man die Systeme aufsetzt, dann funktioniert's und dann läuft man weg, der Funkkanal ändert sich und das System funktioniert dann grade nicht. Und das ist das Thema der Zuverlässigkeit, wo wir Potenzial sehen zu Verbesserungen."

Schwerwiegend ist: Die Störungen treten scheinbar zufällig auf und sind kaum vorherzusehen. Mit Falk Schaefers Ansatz wären sie aber zu umgehen. Er greift zwei Probleme auf. Ersten, dass viele schmalbandige Techniken wie zum Beispiel Zigbee eine konstante Übertragungsfrequenz nutzen und bei Störungen nicht auf eine andere Frequenzen wechseln können. Und das zweite Problem verursachen Funksysteme, die zwar das Frequenzband wechseln können - wie beispielsweise Bluetooth - dies aber eher zufällig und nicht besonders intelligent machen.

"Was wir vorschlagen, ist ein System, das adaptiv den Übertragungskanal ändern kann. Im Gegensatz zu Bluetooth soll das eben asynchron sein. Das heißt, es besteht nicht die Notwendigkeit, sich regelmäßig zu synchronisieren oder einen Paketaustausch vorzunehmen. Sondern es soll aus dem Stand auf allen Übertragungsfrequenzen, die zur Verfügung stehen, senden können und den Empfang sicherstellen."

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