Im 21. Jahrhundert ist das Internet zum „Internet der Dinge“ oder „Internet of Things“ (IoT) ausgewachsen – ein Netzwerk aus Computern, aber auch „smarten“ Geräten, die Daten sammeln, sich austauschen und abstimmen. Als Industrie 4.0 – die vierte industrielle Revolution nach den Dampfmaschinen, den Fließbändern und den Mikrochips – gefeiert, sorgen digital vernetzte Geräte in der Industrie dafür, dass Menschen, Maschinen, Produkte und Logistik direkt und in Echtzeit Informationen untereinander austauschen und so die Produktivität und Effizienz weiter erhöhen. Aber auch im Alltag sind IoT-Geräte längst angekommen: in Wetterstationen, smarten Lampen, Türklingeln oder Assistenzlautsprechern. Im großen Maßstab gedacht, verwandelt sich eine Stadt wie Potsdam in ein gewaltiges IoT-Netzwerk, das mit Tausenden Sensoren ausgestattet werden kann, die dabei helfen, verschiedenste Informationen zu sammeln: Wo ist es besonders heiß, wo kalt? Wo ist der Boden feucht, wo trocken? Welche Mülleimer oder Glascontainer sind schneller voll als andere? Um die Geräte, die sich verbinden und abgestimmt agieren sollen, miteinander zu verknüpfen, wurde der Funkstandard LoRa entwickelt. Dieser ermöglicht es, kleine Datenpakete über größere Distanzen („Long Range“) zu übertragen. „Dabei ist die Datenübertragung via LoRa sehr stromsparend, da nicht kontinuierlich, sondern in regelmäßigen Abständen Daten versendet werden“, erklärt Thoralf Eminger. Unverzichtbar, da die meisten IoT-Geräte mit Akkus auskommen müssen, die möglichst lange halten sollen. Zum Netzwerk wird LoRaWAN einerseits durch ein eigenes Kommunikationsprotokoll, andererseits durch die nötigen Empfangsstationen, sogenannte „Gateways“, die wie Funkmasten die Signale empfangen und weitergeben.
In Potsdam arbeiten die Stadtwerke seit einiger Zeit federführend daran, die Stadt zur Smart City zu machen. Dafür wurden neben insgesamt 469 Sensoren auch Gateways platziert. „In Potsdam gibt es bislang 44 – zehn in Gebäuden, 34 draußen“, sagt Michael Vesper. Ohne Hindernisse reicht das LoRa-Signal mehrere Kilometer weit, aber in der Stadt fällt der Empfang durch die vielen Gebäude sehr unterschiedlich aus. Daher seien die Stadtwerke sehr daran interessiert herauszufinden, wo Funklöcher im LoRaWAN-Netzwerk sind und wie man das Netzwerk am effizientesten ausbauen kann. Dank der Kooperation der Wirtschaftsinformatik an der Universität Potsdam mit der Smart-City-Group bearbeiten immer wieder Studierende praktische Probleme wie dieses. „Es brauchte ein Messgerät und eine Strategie dafür, das Stadtgebiet großflächig zu erfassen.“ Als Michael Vesper und Thoralf Eminger Ende 2025 ihr Projekt begannen, gab es einen ersten Prototyp – und viele Fragen. „Wir haben dann im Austausch mit Frank Hübner von der Smart-City-Group das Gerät und seine Software weiterentwickelt“, so Thoralf Eminger. Die Studierenden bauten dabei nicht nur die Elektronik selbst zusammen, sie entwarfen und bauten mit dem 3D-Drucker auch ein eigenes Gehäuse. „Und wir haben ‚den Knopf‘ eingebaut“, sagt Michael Vesper lachend. Gemeint ist eine Möglichkeit, das Gerät per Knopfdruck in den Standby-Modus zu versetzen, sodass es nicht durchweg sendet. Außerdem erweiterten sie den Code, das Programm, mit dem es betrieben wird, von 200 auf über 900 Zeilen. Entstanden ist eine unscheinbare Box, kaum größer als zwei Streichholzschachteln, mit einer kleinen Antenne und einem roten Knopf. Eingeschaltet „holt“ sich das Gerät seinen Standort und sendet ihn via LoRaWAN, der dann vom nächsten Gateway empfangen und weitergegeben wird. Wo das LoRaWAN-Netz gut ist, werden die Signale empfangen, wo nicht, fehlen sie. Wer mit der Box in der Tasche durch die Stadt geht oder fährt, erstellt so über kurz oder lang eine Karte zur Netzabdeckung. Dafür luden Michael Vesper und Thoralf Eminger im Frühjahr 2026 interessierte Potsdamerinnen und Potsdamer ein mitzuwirken. Bei einem Workshop im Treffpunkt Freizeit bauten alle 15 Teilnehmenden, angeleitet von den beiden Studierenden, ihre eigenen Messgeräte. Anschließend trugen sie diese fünf bis acht Wochen bei allen Wegen durch die Stadt bei sich. „Mit unseren beiden und dem von Frank Hübner waren 18 Geräte im Umlauf, die insgesamt 20.000 Datenpunkte gesammelt haben“, so Michael Vesper. Deren Auswertung wurde in einer Karte visualisiert, die auf der Urbanen Datenplattform (UDP) – dem „digitalen Herzstück der Smart City Potsdam“, so die Stadtwerke – zu finden ist.
Die Kartierung zeigte eine gute Netzabdeckung in der Innen- und Altstadt von Potsdam, während in Randgebieten sowie an Hotspots städtischer Projekte wie dem Park von Sanssouci noch nachgebessert werden muss. „Die gewonnenen Daten helfen der Stadt, Gateways korrekt zu platzieren und die Funkabdeckung zu optimieren“, sagt Thoralf Eminger. Aber auch Privatpersonen können direkt vom städtischen LoRaWAN-Netzwerk profitieren: „Die Stadt hat in ihren Gateways sowohl den Zugang zum öffentlichen Netzwerk ‚The Things Network‘ (TTN) geschaffen“, erklärt Thoralf Eminger. „Jede Privatperson kann auch auf die Gateways der Stadt zugreifen, für Privatprojekte, egal ob es eine Wetterstation oder eine Wildtierüberwachung ist.“ Die Verzahnung von privaten und städtischen Initiativen im Bereich LoRaWAN ist beabsichtigt und bildet eine Grundlage für eine breite Netzabdeckung und zivilgesellschaftliches Engagement. Nicht zuletzt deshalb wurde das Vorhaben als Citizen-Science-Projekt durchgeführt, um mehr Menschen auf die Möglichkeit aufmerksam zu machen, das LoRaWAN-Netzwerk mit zu nutzen.
Michael Vesper und Thoralf Eminger sind jedenfalls begeistert von dem Projekt. „Es war zwar deutlich aufwendiger als ein normales Modul mit Vorlesungen und Übungen“, resümiert Thoralf Eminger. „Aber ich habe auch deutlich mehr mitgenommen. Solche Praxisprojekte sollten unbedingt ins Studium integriert werden.“ Es sei toll, so praxisnah arbeiten zu können, ergänzt Michael Vesper. „Und es ist erfüllend, wenn die eigene Arbeit direkt einen Nutzen für die Öffentlichkeit schafft.“
Zur Urbanen Datenplattform: https://urbanedatenplattform-potsdam.de/