По простому: монтируйте только на чтение, используйте ext3, проверяйте ФС (только на чтение) при включении.
По нормальному: обрабатывать сброс (включать сторожевой таймер и сбрасываться по нему, только когда не успел перед сбросом разобраться с ФС, обрабатывать отключение питания (также, но нужен аккумулятор).