Die meisten städtischen Ämter betreiben bereits Technik: hier ein Verkehrssteuerungssystem, dort eine Gebäudeleittechnik, dazu eine Park-App, die ein anderes Team gekauft hat. Jedes dieser Systeme behält seine Daten in der Regel für sich, sodass die Stadt mehrfach für dasselbe Bild ihrer eigenen Straßen bezahlt.

Die wichtigsten Smart-City-Technologien lassen sich in fünf Gruppen einteilen: Sensoren, die physische Bedingungen messen, Netze, die die Messwerte übertragen, Datenplattformen, die sie speichern und teilen, Rechenleistung am Netzrand oder in „Fog“-Knoten nahe der Straße und Anwendungen, von Dashboards bis zu digitalen Zwillingen, auf deren Grundlage Menschen handeln. Dieser Artikel behandelt jede Gruppe, welche davon Städte mit Blick auf 2027 einführen und wie man mit den Daten umgeht, sobald sie fließen.

Kurz erklärt

  • Smart-City-Technologie ist Informations- und Kommunikationstechnik, angewandt auf städtische Dienste: Sensoren, Netze, Datenplattformen und die Software darüber.
  • Die neuesten Entwicklungen mit Blick auf 2027 drehen sich vor allem um Skalierung und Integration, etwa stromsparende Funknetze, Mobilfunkoptionen für kleine Geräte und 3D-Stadtmodelle, und weniger um einzelne Geräte.
  • Das Datenmanagement der Smart City entscheidet darüber, ob eine Stadt am Ende ein gemeinsames Bild hat oder ein Dutzend unverbundener Portale.
  • Fog Computing verarbeitet Daten in der Nähe des Ortes, an dem sie erfasst werden, was vor allem bei Video, Ampeln und allem wichtig ist, was innerhalb von Sekunden reagieren muss.

Was ist Smart-City-Technologie?

Smart-City-Technologie ist die Informations- und Kommunikationstechnik, kurz IKT, mit der eine Stadt messen kann, was in ihren Straßen, Gebäuden und Versorgungsnetzen geschieht, und darauf reagieren kann. Dazu gehören sowohl die Geräte, die man an einem Laternenmast sieht, als auch die Software, die niemand sieht.

Es hilft, die Technik von der Smart-City-Infrastruktur zu trennen, auf der sie läuft. Infrastruktur ist physisch: Masten und Dächer, an denen Gateways montiert werden, Leerrohre für Glasfaser, Strom an den richtigen Stellen und die Funkabdeckung selbst. Technik ist das, was über diese Infrastruktur läuft, und sie ändert sich meist schneller: Sensoren und Software werden in kürzeren Zyklen ersetzt als die Masten, Leerrohre und Stromanschlüsse, von denen sie abhängen.

Am klarsten versteht man den Aufbau, wenn man einen einzelnen Messwert von der Straße bis zur Entscheidung verfolgt:

  1. Ein batteriebetriebener Wasserstandssensor in einer Unterführung misst 14 cm Wasser.
  2. Er sendet ein paar Bytes über ein stromsparendes Funknetz wie LoRaWAN oder mioty.
  3. Ein Gateway auf einem nahen Dach empfängt die Nachricht und leitet sie über das Internet weiter.
  4. Ein Netzwerkserver prüft, ob die Nachricht echt ist, und gibt sie weiter.
  5. Eine Datenplattform dekodiert sie, speichert sie mit Zeitstempel und prüft sie gegen Regeln.
  6. Eine Regel stellt fest, dass das Wasser zu tief ist, und löst einen Alarm für den Straßenunterhaltungsdienst aus.
  7. Das Team sperrt die Unterführung und sieht sich den Verlauf in einem Dashboard an.

Jedes Smart-City-Projekt, vom Parken bis zur Luftqualität, durchläuft dieselben sieben Schritte. Was sich ändert, sind der Sensor am Anfang und die Menschen am Ende.

Neueste Smart-City-Technologien 2027

Das meiste Neue dreht sich darum, Geräte im großen Maßstab günstiger zu betreiben und ihre Daten leichter zusammenzuführen, und weniger um neue Geräte.

Technologie Was sie in einer Stadt leistet Wie etabliert mit Blick auf 2027
LoRaWAN Stromsparender Funk mit großer Reichweite für Batteriesensoren In Städten weit verbreitet
mioty Stromsparender Funk, von ETSI als TS 103 357 standardisiert, ausgelegt für sehr dichte Sensorinstallationen Wächst, vor allem in Europa
NB-IoT und LTE-M Mobilfunkverbindungen, ausgelegt für kleine, seltene Nachrichten In vielen Mobilfunknetzen verfügbar
5G RedCap Eine schlankere 5G-Geräteklasse für Wearables, Kameras und Industriesensoren In einer begrenzten Zahl von 5G-Netzen gestartet
Urbane digitale Zwillinge 3D-Stadtmodelle, die sich mit Live-Daten aktualisieren In einigen Großstädten ausgereift, breitet sich aus
KI für Stadtdaten Sensordaten in natürlicher Sprache abfragen, zusammenfassen und darauf reagieren Neu, meist Pilotprojekte

Stromsparende Weitverkehrsnetze sind das unauffällige Arbeitspferd. Mit ihnen läuft ein Sensor jahrelang mit einer Batterie und erreicht ein kilometerweit entferntes Gateway, und das macht es bezahlbar, Tausende Punkte statt Dutzender zu messen. LoRaWAN ist das verbreitetere der beiden; mioty ist für sehr dichte Installationen ausgelegt, bei denen sich Tausende Sensoren eine Basisstation teilen.

5G RedCap, kurz für Reduced Capability, also eingeschränkte Leistungsfähigkeit, kam mit den Spezifikationen von 3GPP Release 17. Es schließt die Lücke zwischen einfachen Sensoren und vollwertigen 5G-Geräten, was für Video und mobile Ausrüstung nützlich ist, auch wenn die meisten fest installierten städtischen Sensoren es weiterhin nicht brauchen.

Urbane digitale Zwillinge brauchen eine Erklärung, weil der Begriff stark gedehnt wird. Ein nützlicher Zwilling ist ein 3D-Modell von Straßen und Gebäuden, oft im CityGML-Format des OGC gespeichert, mit dem Planer Fragen prüfen, bevor etwas gebaut wird: wohin ein neues Hochhaus Schatten wirft, wie sich Hochwasser ausbreiten würde, wie eine Straßensperrung den Verkehr verlagert. Zu einem Live-Zwilling wird er erst, wenn Sensormesswerte in ihn einfließen, und das ist der teure Teil. Städte, die bereits saubere 3D-Modelle und ein funktionierendes Sensornetz haben, holen am meisten aus einem Zwilling heraus; Städten, die beides nicht haben, ist mit dem Einstieg über die Sensoren besser gedient.

KI ist die neueste Schicht. Die interessante Veränderung ist KI, die Live-Sensordaten lesen und mit denselben Geräten und Berechtigungen arbeiten kann wie die Mitarbeitenden. Das ist vielversprechend und hängt vollständig davon ab, dass die Daten darunter sauber und verbunden sind, und darum geht es im nächsten Abschnitt.

Datenmanagement in der Smart City

Gutes Datenmanagement in der Smart City beginnt lange, bevor etwas gespeichert wird. Sechs Fragen klären das meiste:

  • Was gibt es? Führen Sie ein Verzeichnis aller Geräte: was jedes misst, wo es ist, wem es gehört und wann seine Batterie oder sein Vertrag endet.
  • Was bedeutet jeder Wert? Der Sensor eines Anbieters sendet temp, ein anderer t_air, ein dritter meldet Fahrenheit. Einigen Sie sich auf einen Namen und eine Einheit pro Messgröße.
  • Wo liegen die Daten und wie lange? Rohmesswerte, Stundenmittel und Jahreszusammenfassungen brauchen meist unterschiedliche Aufbewahrungsfristen.
  • Wer darf was sehen und ändern? Ein Verkehrsingenieur, ein Auftragnehmer und die Öffentlichkeit brauchen unterschiedliche Zugriffsrechte.
  • Was wird veröffentlicht? Viele Städte veröffentlichen nicht personenbezogene Sensordaten auf Open-Data-Portalen, was ein vereinbartes Format erfordert.
  • Wie kommen andere Systeme an die Daten? Dokumentierte APIs und Standarddatenmodelle bewahren die Stadt davor, von einem einzigen Anbieter abhängig zu werden. Die NGSI-LD-Spezifikation von ETSI, die von der Open-Source-Plattform FIWARE genutzt wird, ist ein Standard, der genau für diese Art von Kontextdaten entwickelt wurde.

Namen und Einheiten verursachen in der Praxis den meisten Ärger. Wenn fünf Ämter jeweils Sensoren von verschiedenen Lieferanten kaufen, kommt dieselbe Lufttemperatur unter fünf Namen an, und jedes Diagramm und jeder Bericht muss für jeden davon neu gebaut werden. Die Lösung besteht darin, die Namen einmal festzulegen, und zwar an der Stelle, an der die Daten in die Systeme der Stadt gelangen: Das Rohfeld jedes Lieferanten wird einer vereinbarten Messgröße mit einer Einheit zugeordnet, und jedes Diagramm und jeder Alarm, die danach entstehen, lesen denselben Wert.

Welche Anwendungen hat Fog Computing in der Smart City?

Fog Computing bedeutet, Daten auf Rechnern zu verarbeiten, die zwischen den Geräten und der Cloud stehen, etwa auf einem Server in einem Verkehrssteuerungsschrank, einem Gateway mit freier Rechenleistung oder einem kleinen Rechner in der Technikzentrale eines Gebäudes. Den Begriff führten Forscher von Cisco 2012 ein, und die Referenzarchitektur des OpenFog Consortium wurde später als IEEE-Norm übernommen, IEEE 1934. „Edge Computing“ wird oft für dieselbe Idee verwendet, wobei manche Ingenieure „Edge“ dem Gerät selbst vorbehalten und „Fog“ der Schicht direkt darüber.

Warum das wichtig ist, zeigt eine einfache Rechnung. Angenommen, eine Stadt betreibt 200 Straßenkameras, die jeweils mit 4 Megabit pro Sekunde streamen. Jeden Stream ununterbrochen an ein Cloud-Rechenzentrum zu senden, bedeutet 800 Megabit pro Sekunde Upload, rund um die Uhr, bevor jemand auch nur ein Bild angesehen hat. Analysiert ein Fog-Knoten in der Nähe jeder Kameragruppe das Video vor Ort und sendet nur Ereignisse, etwa Bewegung in einem Sperrbereich, zusammen mit kurzen Clips, sinkt der Upload auf einen kleinen Bruchteil davon. Diese Zahlen sind ein Beispiel, aber genau dieses Verhältnis macht Video zur häufigsten Fog-Anwendung.

Andere Anwendungen von Fog Computing in der Smart City folgen derselben Logik:

  • Ampeln, die ihre Schaltzeiten nach lokalen Fahrzeugdetektoren anpassen, wo der Weg zu einem entfernten Server und zurück zu lange dauern würde.
  • Hochwasserschutz wie Pumpen oder Barrieren, die auf einen lokalen Wasserstand reagieren sollten, auch wenn die Internetverbindung abbricht.
  • Straßenbeleuchtung, die abschnittsweise je nach lokaler Bewegung gedimmt und heller geschaltet wird, wobei nur Energiesummen weitergeleitet werden.
  • Datenschutzfilterung, bei der Bilder vor Ort verarbeitet werden und nur Zählwerte den Standort verlassen, sodass personenbezogene Daten nie übertragen werden.

Fog-Knoten bedeuten zusätzliche Hardware, die gewartet werden muss, deshalb setzen Städte sie dort ein, wo Latenz, Bandbreite oder Datenschutz es erfordern, etwa an Kreuzungen voller Kameras. Ein Wasserstandssensor, der alle zehn Minuten einen Messwert sendet, lässt sich problemlos direkt an eine zentrale Plattform anbinden.

Was ist die beste Plattform für Smart-City-Technologie?

Die sieben Schritte, die ein Messwert vom Sensor bis zur Entscheidung durchläuft, betreffen meist mehrere Anbieter: einen Netzbetreiber für den Funk, einen Netzwerkserver, eine separate Datenplattform und ein Anwendungsteam obendrauf. Jede Übergabe zwischen ihnen ist ein weiterer Vertrag, ein weiterer Login und ein weiterer Ort, an dem ein Messwert hängen bleiben kann.

Für eine Stadt, deren Sensoren von mehreren Lieferanten und aus mehr als einem Funknetz stammen, ist Kilo die beste Wahl für diese Plattformschicht, weil es Geräte über LoRaWAN, mioty und MQTT verbindet und die Schritte vier bis sieben der Kette in einem System abdeckt. Ein LoRaWAN-Netzwerkserver ist integriert, und jedes Gateway, das das Protokoll LoRa Basics Station unterstützt, kann sich mit ihm verbinden. mioty läuft in Kilo Cloud, ohne dass Sie eine mioty-Infrastruktur hosten müssen; Teams, die ihre eigene betreiben wollen, können das quelloffene Kilo mioty Service Center nutzen oder sich von Kilo die Enterprise-Edition in den eigenen Räumlichkeiten installieren lassen. Geräte mit anderen Protokollen, von Modbus-Zählern bis zu Zigbee-Sensoren, kommen über Edge-Gateways per MQTT an. LoRaWAN- und mioty-Geräte können dieselbe Organisation, dieselben Dashboards und dieselben Regeln teilen, sodass die Wahl des Netzes nicht mehr darüber entscheidet, welches Amt die Daten sieht.

Das Namensproblem wird einmal gelöst, nämlich wenn ein Gerät hinzugefügt wird. Eine Metrikvorlage legt fest, was eine Messgröße bedeutet, einschließlich ihrer Einheit und ihres Werttyps, und das Rohfeld jedes Herstellers, temp bei einem Sensor und t_air bei einem anderen, wird ihr zugeordnet. Jedes Dashboard und jede Regel auf Basis dieser Metrik sieht eine einheitliche Lufttemperatur, ganz gleich, von welchem Lieferanten der Sensor stammt, der sie gesendet hat.

Die Entscheidung und die Menschen am Ende der Kette laufen über Regeln und Alarme. Im Beispiel der Unterführung beobachtet eine Regel den Wasserstand und löst einen Alarm aus, wenn er die Tiefe überschreitet, auf die sich das Straßenteam geeinigt hat. Der Alarm eskaliert dann über Stufen, die Sie festlegen, jede spätere Stufe nach einer Verzögerung, die Sie einstellen, und jede mit eigenen Empfängern und Zustellkanälen: zuerst zum Beispiel der Bereitschaftstechniker per E-Mail und Push, dann eine Vorgesetzte per SMS und E-Mail, wenn niemand den Alarm als gelöst markiert hat. Sobald der Alarm gelöst ist, entfallen die übrigen Stufen. E-Mail und Push sind in jedem Tarif enthalten, SMS ist ein kostenpflichtiges Zusatzpaket.

Häufige Fragen zu Smart-City-Technologien

Was bedeutet IKT in der Smart City?

IKT steht für Informations- und Kommunikationstechnik: die Geräte, Netze und Software, die Informationen erfassen, übertragen und verarbeiten. Die ITU, die UN-Organisation für digitale Technologien, definiert eine intelligente, nachhaltige Stadt als eine Stadt, die IKT und andere Mittel nutzt, um die Lebensqualität, die Effizienz städtischer Abläufe und Dienste sowie die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern und dabei die Bedürfnisse heutiger und künftiger Generationen zu erfüllen.

Braucht Smart-City-Infrastruktur 5G?

Für die meisten Sensoren nicht. Mobilfunknetze bieten seit 3GPP Release 13 im Jahr 2016 zwei stromsparende Optionen, NB-IoT und LTE-M, und viele Städte betreiben ihre Sensoren über lizenzfreie, stromsparende Netze, die sie selbst kontrollieren. 5G wird für Anwendungen mit hoher Bandbreite oder für mobile Anwendungen relevant, etwa vernetzte Fahrzeuge und Video.

Was ist ein Beispiel für Smart-City-Technologie?

Adaptive Ampelsteuerungen gehören zu den ältesten. SCATS, das Sydney Coordinated Adaptive Traffic System, wurde Mitte der 1970er-Jahre von der Regierung von New South Wales eingeführt, lange bevor es den Begriff Smart City gab, und passt die Signalzeiten in Echtzeit an den sich ändernden Verkehr an. Heute läuft es an mehr als 60.000 Kreuzungen in rund 200 Städten.

Wem gehören die Daten aus Smart-City-Technologien?

Das hängt von den Verträgen ab. In der EU gilt seit dem 12. September 2025 die Datenverordnung (Data Act), die Nutzern vernetzter Produkte Rechte auf Zugang zu den Daten gibt, die diese Produkte erzeugen, und das stärkt die Position einer Stadt, wenn ein Lieferant Sensordaten hält. Eigentums- und Exportrechte gehören trotzdem in jeden Beschaffungsvertrag.

Sie können die Lösung für das Namensproblem mit Sensoren ausprobieren, die zwei Ämter bereits besitzen. Der kostenlose Tarif von Kilo umfasst bis zu fünf Geräte, ein Dashboard und eine Regel, braucht keine Zahlungsdaten und läuft nie ab, sodass drei Temperatursensoren in einer Bibliothek und zwei im Rathaus hineinpassen, wobei die Rohfelder beider Marken einer Metrik zugeordnet sind und beide Gebäude nebeneinander in einem einzigen Dashboard erscheinen. Der kostenlose Tarif speichert einen Tag Geräteverlauf, genug, um Live-Messwerte zu vergleichen; um eine ganze Woche in beiden Gebäuden zurückzublicken, speichert der Starter-Tarif für 25 € im Monat eine Woche Verlauf.