Vom Weihnachtslicht zur intelligent vernetzten Stadt
LORA CORE ─ LoRaWAN als Schlüssel zur digitalen Stadt Neustadt am Rübenberge
1. Vom Weihnachtslicht zur intelligent vernetzten Stadt
Die Digitalisierung des städtischen Raumes beginnt häufig mit einer konkreten Aufgabe: Anlagen effizienter steuern, Ressourcen gezielter einsetzen, Betriebszustände überwachen und Abläufe vereinfachen. Die Ansteuerung der städtischen Weihnachtsbeleuchtung in Neustadt am Rübenberge bietet hierfür einen anschaulichen Anwendungsfall. Sie zeigt, wie drahtlose Kommunikationstechnologien dazu beitragen können, kommunale Infrastruktur intelligenter, flexibler und perspektivisch auch energieeffizienter zu betreiben.
Mit der Entwicklung LORA CORE schafft die Müller Industrie-Elektronik GmbH eine technische Grundlage, die über diesen einzelnen Anwendungsfall hinausweist. Im Rahmen der Projektarbeit wurde ein Netzwerk mit 60 LoRaWAN-Empfängern aufgebaut, bei dem unterschiedliche Gateways zum Einsatz kommen. Umgesetzt wurde das Projekt durch den Auszubildenden Marc Leon Lüders gemeinsam mit seinem Kollegen Daniel Hüttmann.
Das Vorhaben verbindet praktische Entwicklungsarbeit mit einer zentralen Zukunftsfrage kommunaler Infrastruktur: Wie lassen sich zahlreiche räumlich verteilte Einrichtungen zuverlässig und mit vertretbarem Aufwand digital vernetzen?
Die Weihnachtsbeleuchtung ist dafür ein sichtbares Beispiel. Das dahinterliegende Prinzip eröffnet jedoch deutlich weiterreichende Perspektiven – von der Erfassung von Umweltdaten über die Überwachung von Wasserständen bis hin zur intelligenten Nutzung öffentlicher Flächen.
2. Das technische Prinzip: Ein Funknetz für viele kommunale Anwendungen
LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network. Die Funktechnologie wurde für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt und eignet sich insbesondere zur drahtlosen Übertragung kleiner Datenmengen über größere Entfernungen bei niedrigem Energiebedarf.
Im Unterschied zu WLAN oder Mobilfunk muss nicht jedes einzelne Gerät über einen eigenen Internetanschluss verfügen. Sensoren, Steuerungseinheiten und andere geeignete Endgeräte kommunizieren über Funk mit einem oder mehreren Gateways. Diese leiten die Daten an eine zentrale Anwendungsplattform weiter. Dort können Informationen ausgewertet, Zustände dargestellt und – sofern die jeweilige Anwendung entsprechend ausgelegt ist – Steuerbefehle ausgelöst oder an Geräte übermittelt werden.
Sensoren und Steuerungseinheiten
Beleuchtung · Pegelsensoren · Parkplätze · Raumbelegung
LoRaWAN-Funkkommunikation
Gateways und Netzwerkinfrastruktur
Empfang und Weiterleitung der Funktelegramme
Netzwerkserver und Datenverarbeitung
Zentrale Plattform für Verwaltung und Betrieb
Visualisierung · Alarmierung · Auswertung · Steuerung
Schematische Darstellung einer möglichen Systemarchitektur. Die konkrete Umsetzung hängt von der LORA-CORE-Systemauslegung, den Gateways, der Software und den angeschlossenen Endgeräten ab.
Die wesentliche Stärke dieses Ansatzes liegt in der Möglichkeit, unterschiedliche Anwendungen über eine gemeinsame Infrastruktur zusammenzuführen. Statt für jede einzelne Aufgabe ein vollständig separates Kommunikationsnetz aufzubauen, kann eine Kommune prüfen, welche weiteren Sensoren und Steuerungen über das vorhandene Netz angebunden werden können.
Dass dieses Prinzip auch für kommunale Messnetze geeignet ist, zeigen bereits umgesetzte Anwendungen: Die Stadt Leipzig nutzt beispielsweise LoRaWAN-Sensoren zur kontinuierlichen Überwachung von Wasserständen an 24 Gewässerstandorten. Die Messwerte werden zentral verarbeitet und für die zuständigen Stellen visualisiert.
[esri]
Echtzeitmonitoring mit GIS
Für LORA CORE ergibt sich daraus eine Perspektive, die über die ursprüngliche Steuerungsaufgabe hinausgeht: ein ausbaufähiges Fundament für vernetzte kommunale Technik.
3. Die Weihnachtsbeleuchtung als praktisches Einstiegsprojekt
Die zentrale Ansteuerung der Weihnachtsbeleuchtung ist mehr als ein saisonales Technikprojekt. Sie ist ein konkreter Anwendungsfall, an dem sich die Anforderungen eines verteilten kommunalen Steuerungssystems demonstrieren lassen.
Wenn mehr als 60 Empfangs- beziehungsweise Steuerungsstationen über ein LoRaWAN-Netz angebunden werden, können Schaltvorgänge grundsätzlich zentral organisiert werden. Voraussetzung sind geeignete Steuergeräte, eine passende Software und eine belastbare Funkabdeckung an den jeweiligen Standorten.
Für die Stadt Neustadt am Rübenberge ergeben sich daraus mehrere potenzielle Vorteile:
Wichtig ist dabei die Unterscheidung zwischen einem übermittelten Schaltbefehl und einer bestätigten Ausführung. Ob eine Leuchte tatsächlich eingeschaltet ist, lässt sich nur zuverlässig feststellen, wenn die jeweilige Anlage eine entsprechende Zustandsrückmeldung bereitstellt.
Auch die Energieeinsparung ist nicht automatisch eine Eigenschaft des Funknetzes. Sie entsteht beispielsweise dann, wenn bedarfsgerechte Schaltzeiten unnötige Betriebsstunden reduzieren oder Störungen schneller erkannt werden.
Der strategische Mehrwert: Mit LORA CORE kann eine zunächst klar umrissene Aufgabe zum Ausgangspunkt für weitere Digitalisierungsprojekte werden. Die Stadt erhält die Möglichkeit, vorhandene Infrastruktur schrittweise für zusätzliche Anwendungen zu nutzen, anstatt jede neue Aufgabe isoliert zu betrachten.
4. Weitere Einsatzmöglichkeiten für LORA CORE in der digitalen Stadt
4.1 DSGVO-orientiertes People Counting: Menschenströme verstehen, ohne Menschen zu identifizieren
Wie viele Menschen besuchen die Innenstadt? Wann ist ein Bereich besonders frequentiert? Wie stark wird ein Bahnhof, ein Veranstaltungsort oder ein öffentliches Gebäude genutzt? Solche Informationen sind für Stadtplanung, Einzelhandel und Gebäudemanagement wertvoll.
Über geeignete Personenzählsensoren könnten anonymisierte Zählwerte an LORA CORE übermittelt und zentral ausgewertet werden. Das Netzwerk übernimmt dabei die Datenkommunikation; die eigentliche Erfassung erfolgt durch die angeschlossenen Sensoren.
Mögliche Anwendungsfelder:
Einzelhandel und Innenstadtentwicklung
Besucherfrequenzen nach Tageszeit und Wochentag erfassen, die Nutzung von Fußgängerzonen vergleichen und Maßnahmen zur Belebung der Innenstadt datenbasiert bewerten.
Öffentlicher Nahverkehr
Ein- und Ausstiege, Fahrgastströme an Haltestellen oder die Auslastung bestimmter Bereiche erfassen – mit geeigneten, datenschutzfreundlichen Zählsystemen.
Veranstaltungen und Gebäudemanagement
Besucherzahlen an Ein- und Ausgängen erfassen, die Belegung von Räumen überwachen und auf hohe Auslastungen reagieren.
Für eine datenschutzfreundliche Umsetzung empfiehlt sich eine Architektur, bei der der Sensor die Personen lokal zählt und ausschließlich aggregierte Zahlen übermittelt. Bilder, Gesichter oder Gerätekennungen sollten dafür nicht benötigt werden. Eine solche Konzeption kann Datenschutzrisiken deutlich reduzieren. Ob ein konkretes Verfahren DSGVO-konform ist, hängt allerdings von der gesamten Verarbeitung, der eingesetzten Sensorik und den organisatorischen Rahmenbedingungen ab.
Tandfonline
+1
Für LORA CORE wäre das ein interessanter Entwicklungsansatz: Die Funkinfrastruktur kann Zählwerte aus verschiedenen Stadtbereichen bündeln, ohne selbst personenbezogene Informationen erfassen zu müssen.
4.2 Intelligentes Parkraummanagement
Die Suche nach freien Parkplätzen verursacht unnötigen Verkehr, kostet Zeit und belastet insbesondere Innenstädte. Mit geeigneten Parkplatzsensoren ließe sich die Belegung ausgewählter Flächen digital erfassen und an eine zentrale Plattform übermitteln.
Denkbare Einsatzorte in Neustadt am Rübenberge wären – nach einer entsprechenden Bedarfsermittlung – öffentliche Parkplätze, Parkflächen an Verwaltungsgebäuden, Veranstaltungsflächen oder Park-and-Ride-Angebote.
Ein solches System könnte:
Das Fraunhofer IAO beschäftigt sich mit der datenbasierten Analyse kommunalen Parkraums und zeigt, wie Daten unterschiedlicher Quellen für eine verbesserte Planung und Steuerung zusammengeführt werden können.
[Fraunhofer]
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Potenzial für LORA CORE: Die Kommunikation der Sensoren könnte über eine gemeinsame kommunale LoRaWAN-Infrastruktur erfolgen. Für die tatsächliche Eignung sind unter anderem die benötigte Aktualität, die Funkabdeckung und die Messgenauigkeit zu prüfen. Ein LoRaWAN-Netz ersetzt nicht automatisch ein dynamisches Echtzeit-Parkleitsystem, kann dafür aber einen geeigneten Baustein liefern.
4.3 Hochwasser- und Katastrophenschutz
Gerade für Kommunen mit unterschiedlichen Ortsteilen, Gewässern und Entwässerungsanlagen ist eine frühzeitige Erkennung kritischer Situationen von hoher Bedeutung.
LoRaWAN-Sensoren können Messwerte beispielsweise von Pegelständen, Niederschlagsmessern oder Bodenfeuchtesensoren übertragen. Auch technische Zustände von Pumpwerken, Rückhaltebecken oder Entwässerungsanlagen lassen sich mit geeigneten Sensoren überwachen.
Mögliche Anwendungen sind:
Solche Anwendungen sind keine rein theoretische Zukunftsvision. Die Gemeinde Eppishausen setzt beispielsweise auf LoRaWAN-basierte Pegelmessung, um Wasserstände aus der Ferne zu überwachen. Auch die Stadt Leipzig nutzt vernetzte Sensoren für ihr Gewässermonitoring.
LEW
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Für LORA CORE könnte die Anbindung solcher Sensoren eine sinnvolle Erweiterung sein, sofern die Hardware und Software entsprechend ausgelegt werden.
Dabei gilt: Ein Sensorennetz allein ist noch kein vollständiges Katastrophenschutzsystem. Für einen verlässlichen Einsatz müssen Messqualität, Stromversorgung, Funkabdeckung, Alarmierungswege und Ausfallsicherheit berücksichtigt werden. Kritische Warnsysteme benötigen außerdem geeignete Redundanzen und organisatorisch definierte Reaktionsabläufe.
4.4 Intelligente Straßenbeleuchtung und öffentliche Infrastruktur
Die Weihnachtsbeleuchtung ist ein saisonaler Spezialfall eines allgemeineren Themas: der intelligenten Steuerung öffentlicher Beleuchtung.
Mit geeigneten Steuergeräten könnten kommunale Beleuchtungsanlagen zentral verwaltet, Schaltzeiten angepasst und Betriebszustände überwacht werden. In Verbindung mit geeigneten Helligkeits- oder Bewegungssensoren wären auch bedarfsorientierte Beleuchtungskonzepte denkbar.
Weitere Anwendungen im öffentlichen Raum umfassen:
Nicht jede Anlage eignet sich gleichermaßen für LoRaWAN. Systeme mit hohen Datenraten, sehr kurzen Reaktionszeiten oder sicherheitskritischen Steuerungsanforderungen benötigen gegebenenfalls andere Kommunikationslösungen. Bei der öffentlichen Beleuchtung muss zudem geprüft werden, ob die jeweilige Anlage über die notwendige Steuerungsschnittstelle verfügt.
4.5 Klima, Umwelt und Stadtgrün
Die Anpassung an den Klimawandel stellt Städte und Gemeinden vor neue Aufgaben. Lokale Messdaten können helfen, Entwicklungen frühzeitig zu erkennen und Maßnahmen gezielter zu planen.
Mit geeigneter Sensorik lassen sich unter anderem folgende Größen erfassen:
Anwendungsfeld
Mögliche Messgrößen und Nutzen
Stadtklima
Temperatur, Luftfeuchtigkeit und lokale Wärmebelastung
Stadtgrün
Bodenfeuchte und Bewässerungsbedarf
Luftqualität
Messwerte geeigneter Umwelt- und Schadstoffsensoren
Gewässer
Wasserstand und Wassertemperatur
Grünflächen
Feuchteverhältnisse und Bewässerungszustände
Gebäude
Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und Energieverbrauch über geeignete Messschnittstellen
Die Daten können eine Grundlage für bedarfsgerechte Bewässerung, die Planung von Grünflächen oder die Bewertung lokaler Klimaverhältnisse bilden.
Auch hier ist die Qualität der Messung entscheidend: Funktechnologie allein garantiert keine präzisen Umweltmesswerte. Dafür sind geeignete Sensoren, sachgerechte Installation und gegebenenfalls Kalibrierung erforderlich.
4.6 Gebäude, öffentliche Einrichtungen und Energieeffizienz
Schulen, Sporthallen, Verwaltungsgebäude und Veranstaltungsstätten bieten zahlreiche Ansatzpunkte für eine digitale Betriebsüberwachung.
LoRaWAN-fähige Sensoren könnten beispielsweise Raumtemperaturen, Luftfeuchtigkeit, Fensterkontakte oder Belegungswerte übermitteln. In Kombination mit einer zentralen Software lassen sich Betriebszeiten und Nutzungsprofile analysieren.
Daraus ergeben sich Möglichkeiten für:
Besonders interessant ist die Verknüpfung verschiedener Datenquellen. Werden beispielsweise Raumbelegung, Temperatur und Heizungsbetrieb gemeinsam betrachtet, lassen sich unnötige Betriebszeiten möglicherweise reduzieren.
Ob LORA CORE dabei selbst Steuerungsfunktionen übernimmt oder Messwerte an ein bestehendes Gebäudemanagementsystem übergibt, hängt von der vorgesehenen Systemarchitektur ab.
5. Weitere Digitalisierungsmöglichkeiten im kommunalen Raum
Über die genannten Anwendungsfelder hinaus eröffnet eine standardisierte Funkinfrastruktur weitere Perspektiven. Entscheidend ist, dass die Stadt nicht für jede Aufgabe eine eigene Insellösung aufbauen muss, sondern die technische und wirtschaftliche Eignung einer gemeinsamen Infrastruktur systematisch prüfen kann.
Digitale Abfallwirtschaft
Füllstandssensoren in Abfallbehältern können Entleerungsbedarfe melden. Entsorgungsfahrten lassen sich dadurch bedarfsgerechter planen und unnötige Leerungen möglicherweise reduzieren.
Wasserversorgung und Entwässerung
Überwachung geeigneter Wasserstände, Druckwerte, Pumpenzustände und möglicher Leckageindikatoren. Für kritische Versorgungsanlagen müssen besondere Anforderungen an Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit berücksichtigt werden.
Mobilität und Fahrradinfrastruktur
Erfassung der Belegung von Fahrradabstellanlagen, Nutzungsmessungen an Radwegen und Überwachung technischer Einrichtungen entlang wichtiger Verkehrsachsen.
Kommunales Liegenschaftsmanagement
Überwachung von Türen, Fenstern, Raumklima und ausgewählten technischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden – mit dem Ziel, Wartungsbedarf früher zu erkennen und Betriebsabläufe zu verbessern.
Vorausschauende Wartung
Betriebsstunden, Temperaturwerte, Schaltzustände oder andere geeignete Messgrößen können Hinweise auf ungewöhnliche Betriebszustände liefern. Wartungsmaßnahmen lassen sich damit besser planen.
Diese Beispiele stehen für einen grundsätzlichen Wandel: Kommunale Infrastruktur wird nicht mehr ausschließlich vor Ort betrieben und bei Bedarf kontrolliert. Sie kann zunehmend digital beobachtet, ausgewertet und – wo technisch sinnvoll – automatisiert gesteuert werden.
6. Warum LORA CORE für die kommunale Digitalisierung interessant ist
Der besondere Ansatz des Projekts liegt in der Verbindung von Hardware, Funkkommunikation und Software. Die Müller Industrie-Elektronik GmbH ist auf industrielle Mess- und Regeltechnik spezialisiert und entwickelt neben Standardprodukten auch kundenspezifische elektronische Lösungen.
Industrielle Mess- und Regeltechnik
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Damit ist LORA CORE ein Beispiel dafür, wie vorhandene Kompetenzen in der industriellen Elektronik auf kommunale Anforderungen übertragen werden können.
Für die weitere Entwicklung sind fünf Aspekte besonders relevant:
LoRaWAN ist dabei nicht als universelle Ersatztechnologie für sämtliche Kommunikationsaufgaben zu verstehen. Die Technologie ist besonders für kleine, sporadisch übertragene Mess- und Statusdaten geeignet. Große Datenmengen, kontinuierliche Audio- oder Videoübertragung und zeitkritische Regelungen gehören dagegen nicht zu ihren typischen Stärken.
Stadtwerke Potsdam
7. Ein möglicher Fahrplan für Neustadt am Rübenberge
Ausgehend von der Weihnachtsbeleuchtung könnte die Stadt die Weiterentwicklung schrittweise angehen. Dabei empfiehlt sich, nicht möglichst viele Sensoren auf einmal zu installieren, sondern zunächst diejenigen Anwendungen auszuwählen, bei denen ein klarer Nutzen und eine realistische Umsetzungsperspektive bestehen.
01
Bestandsaufnahme
Bestehende Gateways, Empfangsstandorte, Funkabdeckung, Schnittstellen und bereits verfügbare Software dokumentieren. Daraus ergibt sich, welche zusätzlichen Anwendungen mit überschaubarem Aufwand möglich sind.
02
Pilotprojekte priorisieren
Zwei bis drei konkrete Anwendungsfälle auswählen. Denkbar wären eine Pegelüberwachung, die Belegungsmessung ausgewählter Parkflächen oder ein datenschutzorientierter Personenzählversuch.
03
Daten zentral nutzbar machen
Messwerte und Zustände in einem übersichtlichen Dashboard darstellen, Grenzwerte definieren und Benachrichtigungen für zuständige Stellen einrichten.
04
Nutzen nachweisen
Funkverfügbarkeit, Messqualität, Reaktionszeiten, eingesparte Arbeitsstunden, Energieverbrauch und laufende Kosten auswerten. Erst auf dieser Grundlage sollte über eine Erweiterung entschieden werden.
05
Schrittweise erweitern
Erfolgreiche Pilotprojekte auf weitere Ortsteile und kommunale Einrichtungen übertragen und dabei auf offene Schnittstellen sowie einheitliche Sicherheitsstandards achten.
Für eine solche Entwicklung wäre eine Zusammenarbeit zwischen Stadtverwaltung, kommunalen Einrichtungen, Wirtschaftsförderung und regionalen Technologieunternehmen sinnvoll. LORA CORE könnte hierbei als technischer Ausgangspunkt dienen. Welche Anwendungen tatsächlich realisiert werden, wäre anhand der örtlichen Anforderungen und der vorhandenen Infrastruktur zu entscheiden.
8. Fazit: Aus einer Weihnachtsbeleuchtung kann eine digitale Infrastruktur wachsen
Das Projekt LORA CORE zeigt, wie eine konkrete kommunale Aufgabe zum Ausgangspunkt für weiterführende technische Entwicklungen werden kann. Mit der geplanten zentralen Steuerung der Weihnachtsbeleuchtung über mehr als 60 Empfangsstationen entsteht ein anschaulicher Anwendungsfall für den Einsatz von LoRaWAN in Neustadt am Rübenberge.
Die weiterführende Perspektive liegt in der möglichen Nutzung einer gemeinsamen Funkinfrastruktur für zusätzliche Sensoren, Steuerungseinheiten und digitale Dienste. Von der datenschutzfreundlichen Personenzählung über intelligentes Parkraummanagement bis hin zu Umweltmonitoring, Hochwasserschutz und Gebäudetechnik ergeben sich zahlreiche Ansatzpunkte für eine schrittweise Digitalisierung kommunaler Abläufe.
Dabei ist nicht die Zahl der angeschlossenen Geräte allein entscheidend. Der eigentliche Nutzen entsteht, wenn Messwerte zu verwertbaren Informationen werden, Informationen bessere Entscheidungen ermöglichen und geeignete Steuerungssysteme daraus konkrete Maßnahmen ableiten.
LORA CORE steht damit beispielhaft für einen pragmatischen Weg zur Smart City: mit einer realen Aufgabe beginnen, eine belastbare technische Basis schaffen und diese anschließend dort erweitern, wo ein nachweisbarer Nutzen für Verwaltung, Wirtschaft und Bevölkerung entsteht.
Dass diese Projektarbeit von Auszubildendem Marc Leon Lüders mit Unterstützung seines Kollegen und Projektmentors Daniel Hüttmann umgesetzt wurde, unterstreicht zugleich die Bedeutung eigener Entwicklungskompetenz und praxisnaher Nachwuchsförderung. Die Verbindung aus industrieller Elektronik, Softwareentwicklung und kommunalem Anwendungsbezug schafft eine Grundlage, auf der weitere digitale Lösungen entstehen können.
Für Neustadt am Rübenberge bietet sich damit die Chance, die Weihnachtsbeleuchtung nicht nur als saisonale Einrichtung zu betrachten, sondern als sichtbaren Ausgangspunkt einer langfristigen digitalen Entwicklung des städtischen Raumes.
Quellen und fachliche Grundlagen
Industrielle Mess- und Regeltechnik
[esri]
Echtzeitmonitoring mit GIS
[Fraunhofer]
LEW
Tandfonline
Redaktioneller Hinweis: Die über die Weihnachtsbeleuchtung hinaus beschriebenen Einsatzfelder sind Zukunftsperspektiven und Vorschläge für mögliche Pilotprojekte. Sie werden nicht als bereits realisierte Funktionen von LORA CORE dargestellt. Die konkrete technische Eignung und der Funktionsumfang müssen jeweils anhand der verfügbaren Hardware, Software und Netzwerkinfrastruktur geprüft werden.
Update: 22.10.2026 | INHA
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